Лига Биоников

Если кому-то не хватает руки, протез придатка может помочь ему в выполнении основных повседневных задач. Однако что, если у них все еще есть обе руки, но одна из них парализована? Ну, вот где NeoMano предназначен для входа.

Разработанная корейским стартапом Neofect, система NeoMano состоит из трех частей.

Прежде всего, есть моторизованная частичная перчатка, которая закрывает большой палец и первые два пальца пораженной руки. Это жестко соединено с блоком питания, который в свою очередь прикреплен к регулируемой полосе, которая надета на предплечье. Наконец, есть пульт дистанционного управления Bluetooth - его можно держать в другой руке, размещать на поверхности, например на столе, или крепить на плече с помощью другого ремешка.

Когда пользователи хотят захватить объект, они просто нажимают кнопку «Захват» на пульте дистанционного управления. Это активирует двигатель перчатки, который обмотан двумя проводами, проходящими вдоль нижней стороны пальцев перчатки. Это применяет нижнее натяжение к пальцам, притягивая их близко к целевому объекту.

Чем дольше кнопка удерживается, тем крепче становится рукоятка. Последующее нажатие кнопки Release на пульте дистанционного управления освобождает провода, когда пришло время отпустить элемент.

По словам представителей компании, система позволяет пользователям выполнять такие задачи, как выпить стакан воды; хватающиеся ножи, вилки и ложки; чистить зубы; и поворачивая дверные ручки. Когда необходимо очистить перчатку, ее магнитный двигатель легко снимается.

Представитель сообщает нам, что Neofect уже успешно скопировал одну партию NeoManos, которые были отправлены спонсорам в прошлом месяце. Вторая партия теперь является предметом кампании Indiegogo, где для одной установки требуется залог в 599 долларов США. Предполагая, что этот последний запуск также достигнет производства, он должен быть отправлен в июне. Запланированная розничная цена составляет 1 999 долларов.

Всем привет

А теперь я расскажу как сделать простое нейроуправление на 2-3 команды! Это вполне можно организовать и без хитрых устройств типа Emotive epoc.

Если изучить вот эту http://uazu.net/eeg/ae.html страницу то можно сразу понять как. По сути мы делаем мощный усилитель, прямо как описано в даташите на AD620 (мощный инструментальный усилитель), хитрый сухой датчик и подключаем всё это к аналоговому входу ардуины.А дальше просто читаем сигнал .

Электроэнцефалограф по сути отличается от электрокардиографа лишь просто большим коэффициентом усиления. У электрокардиографа коэффициент усиления порядка 1000 , у энцефалографа он должен быть как минимум порядка 20000.

Для этого в соответствии с рекомендациями даташита на AD620 по поводу изменения коэффициента усиления AD620 заменим резистор в 400 Ом задающий коэффициент усиления второго ОУ на резистор порядка 25 Ом. Тогда коэффициент усиления второго ОУ станет около 2000, а коэффициент усиления всей схемы 7*2000=14000. Теоретически этого уже достаточно, правда есть “небольшая” закавыка. Мы, конечно же, можем теперь снимать электроэнцефалограмму при помощи этой схемы, но для этого клиента придётся побрить наголо!

Конечно же, вариант с бритьём наголо для большинства неприемлем. Поэтому придётся доработать наше устройство следующим образом. Во-первых, мы должны применить электроды, которые бы благополучно достигали кожу головы даже при наличии на ней волос. То есть электроды должны быть чем-то типа массажной расчёски. Делать мы такую “расчёску” будем при помощи так называемых штырьковых соединителей.

Далее необходимо все короткие штырьки закоротить между собой и присоединить к проводу, который потом будет вести к входу усилителя. Длинные штырьки будут контачить с кожей головы. Казалось бы, что задача изготовления электрода для подключения к голове решена. Однако тут возникает следующая проблема. Дело в том, что сопротивление кожа-электрод в такой схеме резко повышается. Если у электродов для снятия ЭКГ это сопротивление не выше 5...100 кОм, то у штырьковых электродов из-за малой площади контакта штырьков с кожей это сопротивление подскакивает до 1 Мом и более. При этом сопротивление провода, к которому подключён электрод, всего лишь несколько Ом. Практика показала, что огромное сопротивление датчика-электрода на коже головы, подключённое к входу усилителя, чьё сопротивление мало относительно сопротивления кожа-электрод, приводит к полной неработоспособности схемы, что выражается в том, что полезный сигнал буквально тонет в шумах. Чтобы от этого избавиться в схему ставят, для так называемого согласования повторитель, у которого входное сопротивление стремится к бесконечности, а выходное к нулю. Таким образом, схема сопряжения датчика-“расчёски” с проводом должна иметь вид схеме.

В качестве ОУ для построения повторителя берём TLC272. В микросхеме TLC272 на самом деле два усилителя, а нам нужен лишь один. На этой уже схеме видно как это реализовано полностью. Важный момент - провода должны быть экранированы,а экран занулен!

Само собой всю схему нужно настраивать и калибровать, но она точно работает . С электрокардиографом всё достаточно очевидно – электрокардиограмма имеет достаточно специфический и легко узнаваемый вид.

Поэтому там практически сразу видно работает система или нет. Есть периодические всплески определённого вида формы соответствующие ударам сердца – значит, система работает, нет – ищем ошибку в схеме. С энцефалографом сложнее.

Вообще наша цель – как минимум обнаруживать на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) альфа-ритм, а как максимум – бета-ритм. Это будет 100% успех. Амплитуда всех остальных ритмов обычно не слабее бета-ритма.

Однако прежде чем выполнить задачу-минимум рекомендуется обратить внимание на следующие более сильные сигналы. Во-первых, энцефалограмма (ЭЭГ) достаточно сильно и явно меняется, если начинаем гримасничать. Отсюда первый тест: начинаете гримасничать и смотрите – меняется ли что-либо на энцефалограмме в соответствии с изменением вашей мимики. То есть электрические импульсы при напряжении мышц (в нашем случае лицевых) – достаточно сильный сигнал различимый на энцефалограмме. Следующий сильный сигнал, проявляющийся на ЭЭГ это реакция на сглатывание.

То есть, сглатываем и смотрим – поменялось ли явно что-либо на ЭЭГ в соответствии с этим видом движении. Каждый раз меняется, когда сглатываете, можете себя поздравить – ваше устройство хотя бы на этом уровне уже точно работает. Следующий сигнал, различимый на ЭЭГ – реакция на поднятие с усилием вверх глаз. Следующий более слабый сигнал – реакция на моргание. Причём на моргание не с усилием, а обычное практически незаметное моргание, которое делают наши глаза каждые несколько секунд. Проявляется это на ЭЭГ в виде достаточно амплитудных и коротких импульсов – каждый раз, когда моргаете. Если ваш прибор фиксирует импульсы от такого вот слабого моргания, то, скорее всего, вы можете теперь попытаться обнаружить и альфа-ритм. Альфа-ритм обнаруживаем следующим образом. Во-первых, для его обнаружения лучше всего один из электродов крепить на затылок, а второй – на лоб. Во-вторых, альфа-ритм проявляется хорошо лишь в состоянии спокойной расслабленности с закрытыми глазами, в полутёмной комнате. В-третьих, это достаточно быстрый сигнал – от 8 до 13 Гц. Поэтому обнаружить его легче всего в записи – то есть нужно поставить вашу программу на непрерывную запись сигнала и лишь потом вы на записи сможете обнаружить данный сигнал. Он выглядит как достаточно явно выраженная синусоида с частотой от 8 до 13 Гц. Пропадает, когда начинаем о чём-то усиленно думать и возникает, когда находимся в состоянии расслабленного спокойствия.

Так по крайне мере можно хоть чуть откалибровать сиё устройство.

Спасибо за внимание
Не забываем что есть группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.
https://vk.com/exomech

https://www.facebook.com/Exomech

https://discord.gg/pMZN7TM

Исследователи из Университета Дьюка (США) сделали то, что до сих пор, казалось бы, можно было увидеть разве что в фантастическом кино. Они объединили два мозга в один с помощью радиопередатчика, который транслировал нервные импульсы одной крысы в мозг другой, и в итоге второе животное как бы смотрело на мир глазами первого.

Работа выполнялась под руководством Мигеля Николелиса (о котором мы недавно вспоминали в связи с перспективами научно-технического прогресса). Г-н Николелис — известнейший нейробиолог, занимающийся преимущественно взаимодействиями между живым мозгом и электронными устройствами. В частности, он и его группа недавно сумели создать нейроипмлантат, позволяюший обезьяне двигать механической рукой и, более того, получать от этой руки какие-то тактильные ощущения. Собственно, следующее, что сделали исследователи, — просто заменили механическую руку на живой организм.

Одну из крыс (назовём её «передатчиком») учили нажимать на один из двух рычагов. Нейроимплантат записывал активность моторной коры, сравнивал с предыдущими сеансами активности и преобразовывал в более простой сигнал, который представлял информацию о рычаге и побуждающий импульс, чтобы на этот рычаг нажать. Этот преобразованный сигнал поступал в мозг другой крысе (пусть это будет «приёмник»), которая, не видя и не общаясь с первым животным, нажимала на собственный рычаг и получала награду. «Приёмник» правильно нажимал на рычаг в 64% случаев, что далеко от совершенства, но при этом значительно отличается от простого совпадения.

Похожие результаты получились, когда имплантаты вживляли в соматосенсорную кору, отвечающую за тактильные ощущения от вибриссов. Причём в этом случае передача сигналов осуществлялась буквально между континентами: одна крыса была в США, в лаборатории Университета Дьюка, а вторая — в Бразилии.

В статье, опубликованной в Scientific Reports, авторы описывают ещё один любопытный эффект, продемонстрированный подопытными крысами. Животное-передатчик получало дополнительную награду, если животное-приёмник точно повторяло его действия. В итоге передающая крыса старалась действовать чётче и целенаправленнее, то есть как будто хотела уменьшить нервноимпульсный шум, загрязняющий главные сигналы, которые имеют отношение к рычагу, его нажатию и последующей награде. Скептики, правда, указывают на то, что полученная точность приёма и воспроизведения нервного импульса и соответствующего ему действия слишком невысока — особенно если принять во внимание, что задание было довольно простое. Животным нужно было сделать выбор между всего двумя вариантами, и намного интересней было бы, если б диапазон значений для выбора был шире, например, если бы рычагов было не два, а пять.

Хотя эти эксперименты ставились ради того, чтобы понять, как можно усовершенствовать передачу сигналов между живым мозгом и, к примеру, протезом или гипотетическим «живым компьютером», другие учёные не слишком впечатлены результатами. По их мнению, при всей внешней эффектности работы остаётся не совсем понятным, какой именно цели она может послужить. Слово «Голливуд» более чем часто мелькает в отзывах уважаемых критиков. И то сказать: первое, что приходит в голову в связи с этими «межконтинентальными» крысами, — фильмы о зомби, «пришельцах в твоей голове» и, разумеется, «Аватар». Правда, самих авторов эти возражения и голливудские ассоциации не смущают: по словам Мигеля Николелиса, сейчас они работают над тем, чтобы объединить уже не два мозга, а четыре.

Всем привет!

А теперь рассмотрим особый вид экзоскелета - экзоскелет для работ под водой.

В настоящее время развитие новейших технологий, как мы знаем, позволяет создавать электронно-механические устройства, способные существенно усилить природные возможности человека – экзоскелеты. В первую очередь эти устройства интересуют военных и именно для военных нужд ведется большинство разработок по теме экзоскелетов. Успешные предварительные испытания военных прототипов натолкнули военных США на мысль создать также их подводные аналоги, позволяющие в перспективе увеличить скорость передвижения боевых пловцов под водой. Изучив существующие сухопутные наработки, Министерство обороны США заказало учёным подводную версию экзоскелета под кодовым именем PISCES – «Рыбы».

Американским «морским котикам» (Navy SEALs) часто приходится выполнять боевые задачи на значительном расстоянии от места высадки и в условиях повышенной активности противника. Именно поэтому военные заинтересованы в эффективных и как можно менее заметных средствах доставки подводных диверсантов – таких как PISCES. Кстати, жёлтая гирлянда – это не пояс шахида, это батареи (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Масла в огонь подлил недавний доклад Национального исследовательского совета американской Академии наук , посвящённый возможностям военного применения достижений современной физиологии.В этом докладе, в частности, утверждалось, что наиболее перспективное направление развития тактических средств на поле боя – «разработка устройств, способных усилить природные возможности человека», то есть экзоскелетов. Выводы, прозвучавшие в докладе, основывались в том числе на результатах исследований Питера Нойхауса и Джерри Пратта из Института когнитивных способностей человека и машин .

Одна из ранних разработок американских учёных – на бёдрах и икрах закреплены моторчики, которые питаются от батарей на спине. Принцип отношения осевого усилия (thrust force) к угловому отклонению ласт-плавников перекочевал оттуда на PISCES (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Им военные и поручили разработку девайса, тем более что кое-какой опыт у специалистов по двигательным функциям человека и животных уже имелся: ещё в 2004 году они разработали прототип индивидуального средства передвижения под водой – правда, не боевого, а скорее спортивного применения. Новая перспективная конструкция получила имя PISCES – «Вспомогательный самодостаточный экзоскелет для плавания» (Performance Improving Self Contained Exoskeleton for Swimming). В основу концепции положена подражательная физиология – копирование механики движения дельфинов и морских черепах с последующим закреплением соответствующих паттернов «в металле». И наложением их на биомеханику человека.

Обычно под экзоскелетом подразумевают нечто вроде облачения «Железного человека» , однако его подводная версия выглядит не столь захватывающе. По сравнению с недавним костюмом Raytheon, «Рыбы» — достаточно скучная с виду вещь.С другой стороны, у морских «подражательных» экзоскелетов могут открыться совершенно неожиданные преимущества и перспективы боевого применения.

Слева – обычная гражданская «торпеда» (DVP – Diver Propulsion Vehicle), которую может приобрести любой любитель подводных исследований. Справа – наша совершенно секретная разработка «Протей-5». У обоих буксировщиков общий недостаток – их легко обнаружить (иллюстрации с сайтов cortezdivers.com, wikipedia.org).

Во-первых, это относительная невидимость – в отличие, например, от подводных буксировщиков с винтовой тягой, которых при желании можно вычислить по шуму или турбулентным возмущениям.

Во-вторых, это небольшая нагрузка на водолаза, с телом которого костюм образует как бы симбиотический организм (а-ля гибрид дельфина, черепахи и человека), – под водой свобода движений очень важна.

В-третьих, это возможность действовать «без рук», поскольку «Рыбы» управляются при помощи нижней части туловища – по «принципу русалки».

В своём нынешнем виде костюм PISCES позволяет поддерживать крейсерскую скорость около одного метра в секунду. Эта тяга достигается на серебряно-цинковой батарее весом в 2,4 килограмма.

Гребки руками не являются естественным для человека способом передвижения в водной среде, и от «пингвиньих движений» пришлось отказаться. Но и с ножной тягой, по уверениям изобретателей, всё получается достаточно неплохо (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Движение вперёд обеспечивается чем-то вроде обычных ласт или плавников, но только с электрическим приводом и специально подобранной в ходе наблюдений за морской живностью амплитудой, которая усиливает естественные движения пловца.

Военные ожидают, что такая технология позволит подводным диверсантам быстро, бесшумно и с минимальными энергозатратами подбираться к объектам противника.

Именно в угоду эффективности армейские заказчики, по всей видимости, отказались от более причудливых ранних конструкций с «пингвиньими» крыльями. Причём в буквальном смысле этого слова – принцип их действия был поначалу позаимствован у этих отлично плавающих морских птиц. Но впоследствии оказалось, что оптимальными «донорами» являются дельфины и черепахи.

Хотя подводный костюм всё ещё проходит предварительные испытания, в будущем на его использование могут рассчитывать не только военные – учёные параллельно проводят исследования поведения «русалочной» конструкции на суше.

Такие экзоскелеты во многом вдохновляются решениями, созданными самой природой. Это и бесшумное быстрое движение под водой без помощи винтов, которые быстро демаскируют водолаза. Это и плавание без помощи рук, которые остаются свободными непосредственно для боевых задач. Уже имеющиеся технологии позволяют достичь скорости движения под водой 3,6 км/ч – для этого достаточно энергии 2,4-килограммового аккумулятора.

Движение в PISCES обеспечивает механизм, чрезвычайно схожий с обычными рыбьими плавниками. Система автоматически распознает движение пловца и усиливает его. Не имея винтов, такой боец будет практически невидим для систем защиты противника.

Разрабатывается и другая версия плавательного экзоскелета, в которой для плавания больше используются руки, работающие на манер пингвиньих крыльев – впрочем, для многих пловцов этот вариант менее предпочтителен. Главное его достоинство – тот факт, что плавание с активным использованием рук для нас намного более привычно. И, если автоматизированная система и обеспечивает основную «тягу» для движения, то на долю пловца все равно остаются основные движения, задающие темп и маневр. Однако здесь же обнаруживается и недостаток: маневрировать, используя довольно громоздкие пингвиньи «крылья» не слишком-то удобно.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ.

Не забываем что есть группы и дискорд, где можно прочитать про подобное или же задать вопрос.

https://vk.com/exomech

https://www.facebook.com/Exomech

https://discord.gg/pMZN7TM