18新利最新登入生物是如何工作的

任何生化机电系统必须具有相同的类型的组件。

生物传感器

生物传感器检测到用户的“意图”。Depending upon the impairment and type of device, this information can come from the user's nervous and/or muscle system. The biosensor relates this information to a controller located either externally or inside the device itself, in the case of a prosthetic. Biosensors also feedback from the limb and actuator (such as the limb position and applied force) and relate this information to the controller or the user's nervous/muscle system.

生物传感器可以连接检测电活动等电探测器(检测电流所产生的化学方法)在皮肤上,针电极植入肌肉,和/或固态电极阵列与神经生长。

机械传感器

机械传感器测量设备的信息(如肢体位置,作用力和负载)和18luck手机登录与生物传感器和/或控制器。这些是米和加速度计等机械设备。

控制器

控制器接口用户的神经或肌肉系统和设备。继电器和/或解释的意图命令从用户设备的执行机构。它还继电器和/或解释从机械和生物传感器反馈信息给用户。18luck手机登录控制器还监视和控制的运动生化机电设备。

致动器

致动器是一种人造肌肉,产生力或运动。致动器可以是一个电动机,艾滋病或替换用户的本地肌肉取决于设备是否矫正的或假体。

看到下面的动画视图系统是如何工作的。18新利最新登入接下来,学习在生物领域方面取得的进展。

世界各地的几个实验室在生物进行研究,包括麻省理工学院、特文特大学(荷兰)和加州大学伯克利分校。目前的研究集中在三个主要领域:

分析人体运动人类的运动是复杂的,无论是达到玻璃或行走在崎岖的地形。我们必须了解人类如何移动,这样我们可以18新利最新登入设计生化机电设备,有效地模拟人类运动和援助。

彼得Veltink博士特文特大学和他的同事们正在分析步行运动(步态分析)与相机系统通过测量身体动作,地面无功与力米,与肌电图和肌肉活动(肌肉收缩产生的电活动的录音)。正常和受损患者的分析将有助于理解自由行走运动和受损患者的诊断特定的步态问题。Veltink集团类似的评估在走路和站立平衡控制。

休·赫尔博士的麻省理工学院的生物组织使用计算机模型和摄像机运动的分析研究平衡,腿收缩在运行期间,在行走和角动量守恒。

连接电子设备与人类分离生物设备从传统矫正的一个重要方面和假肢设备是能够与用户的神经和肌肉系统,所以他可以从设备发送和接收信息。18luck手机登录

彼得Veltink集团在荷兰使用植入式电极刺激小腿肌肉。他们正在开发的传感和控制方法dorsiflexor肌肉,抬脚在行走。这将有助于治疗瘫痪和中风患者不能控制这脚在行走(即跌脚)。

Hermie Hermens和劳拉Kallenberg Veltink集团使用的电极放置在皮肤上监控底层肌肉的电活动(肌电描记器y),而不是直接使用植入电极。这样可以减少疼痛和不适,也可能是双向沟通的途径。(http://bss.ewi.utwente.nl/research/biomechatronics/rsi.doc/index.html)。

Veltink集团也使用肌动电流图表面电极的反馈和小腿假肢的控制。假肢,膝角是由肌电图检测和信息传递的残肢肌肉一条腿被截肢。18luck手机登录佩戴者可以感知的活动和被教来解释它。最终树桩的电活动肌肉可以用来控制假肢。

接下来,了解biomechantronic麻省理工学院的研究。

休·赫尔在麻省理工学院的团队正在开发一种筛集成电路电极(集成电路是一种微型塑料芯片整个电路)的印记。在此设置中,两个树桩的神经通过一个连接指导渠道(一个小管,使神经末梢接近彼此)。在英吉利海峡,筛子,每个洞连接到一个电极集成电路板。随着神经纤维增长通过两端的孔连接,他们接触电极,从而创建一个接口。

先进的矫正器和假体设备

休·赫尔的实验室也制造假肢设备更好的模拟真实人体运动:

大多数执行器,用于矫正的和假肢设备电机或电线收缩当电流通过它们。虽然这些设备可以提供收缩力,他们不接近模拟动态生活肌肉组织的灵活性。但如果你能真正的肌肉驱动器吗?休·赫尔的麻省理工学院的实验室,他们推动的机器鱼肌肉组织生活从青蛙腿。机器鱼有以下组件:

青蛙的肌肉附着的机器人的尾巴和塑料的脊柱和电极刺激器相连。两侧的肌肉交替刺激产生游泳运动。机器鱼是放置在一个池的盐溶液保持肌肉活着。鱼游4小时42的速度大于75%的最大值。机器人会游泳前进、后退、停止。这是一个原型的生化机电设备驱动器。

在进步防弹衣技术可以帮助士兵在伊拉克战争生存爆炸,其中许多幸存者遭受损坏的四肢(手、手臂、脚、腿),需要截肢。这种情况促使研究先进的矫正的/假体等设备的开发的休·赫尔在麻省理工学院的实验室。退伍军人事务部的统计,国防部正在资助一些生物组织,以满足需求的退伍军人和军人。

最近,克劳迪娅·米切尔,前海军陆战队员和截肢,已经测试了假肢由托德Kuiken博士在芝加哥康复研究所。整形外科医生,格里高利博士Dumainian芝加哥西北纪念医院的定向神经控制她失踪的手臂在胸前。神经re-grew接近她的胸部的皮肤。微型电极在她的皮肤接这些神经的电活动和发送信号的汽车的手臂。她能够控制臂的运动通过思考它。到目前为止,假肢不是真正的生化机电信号只朝着一个方向走,从克劳迪娅的手臂。Kuiken博士正在研究下一步的胳膊对她提供反馈,包括感觉疼痛和压力等。

直到现在,我们主要解决如何生化机电设备可以帮助患者受损的运动机能。18新利最新登入但这些设备能做什么一个正常的人吗?他们能给他/她超人的力量像Steve Austin,“六百万美元的人”?这种效果,调查人员在加州大学伯克利分校已经开发出一种机器或外骨骼提高步行能力,一个正常的人类。的伯克利下肢外骨骼(BLEEX)使用金属,它由汽车方便使用者行走。传感器和执行器的设备提供反馈信息调整运动和负载而走。18luck手机登录设备的控制器和发动机位于av附加到一个背包框架。虽然设备本身重100磅,它使一个人拉一个70磅重的背包,虽然感觉好像他/她只是携带5磅。

BLEEX可以有很多用途的军事和平民。BLEEX,士兵可以携带大量穿越崎岖的地形不疲劳。同样,军队医护人员可以携带战场上受伤的受害者。消防和救援人员可以携带重型齿轮或供应很远,车辆不能旅行。

当充分发展,生化机电设备将是有用的在许多方面:

主要缺点生物设备感染的可能性(如非生物部分植入活组织)疼痛和不适。18新利最新登入然而,这个新技术的承诺提供希望这些患者运动功能受损可以恢复功能,模拟正常的人类运动和,也许,让他们更好,比以前更强或更快。

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