В недавней статье Science Robotics исследователи из Istituto Italiano di Tecnologia (IIT — Итальянский технологический институт) и Centro Protesi INAIL в Италии сообщили о способности воспроизводить ключевые биологические свойства руки человека: естественное и адаптируемое движение, уровни силы и скорости, высокий антропоморфизм и надежность хвата. Биометический протез руки Hannes, разработанный совместными усилиями исследователей, ортопедов, промышленных дизайнеров и пациентов, способен восстановить более 90% функциональных возможностей людей с ампутацией верхних конечностей.
Hannes — это антропоморфная протезная система верхней конечности, включающая кисть и запястье. Основными характеристиками этой системы являются мягкость и способность динамически адаптироваться к форме предметов, которые нужно захватить. Протез уникально похож на человеческую руку и, разрабатывается непосредственно с участием пациентов. Чтобы оценить эффективность и удобство использования Hannes, в Centro Protesi Inail были проведены пилотные испытания на людях с ампутированными конечностями. Исследователи обнаружили, что после периода обучения в одну неделю пациенты могут автономно использовать Hannes для выполнения повседневных дел.
Протез представляет собой миоэлектрическую систему, которую можно носить весь день. Ее можно использовать при различных заболеваниях верхних конечностей. Набор поверхностных датчиков, определяет активность остаточных мышц конечностей в нижней или верхней части руки, которые активно сокращаются пользователем для выполнения движений. Более того, с помощью специально разработанного программного обеспечения и соединения Bluetooth можно настроить рабочие параметры руки, такие как точность и скорость движений, чтобы обеспечить наиболее оптимальную работу индивидуально для каждого человека.
Рука Hannes была протестирована на прочность и надежность в условиях, имитирующих обычную жизнедеятельность человека, в течение почти 500 000 жизненных циклов.
Биометический протез руки — уникальность конструкции.
Особенность Hannes заключается в уникальной механической конструкции протеза, который ему придает универсальность и подвижность, которую имеют обычные руки. Механизм, лежащий в основе руки, представляет собой механическую дифференциальную систему, которая позволяет Hannes адаптироваться к захватываемому объекту с помощью всего лишь одного двигателя. Hannes выпускается двух размеров, 19,5 и 20,5 см, как для правой, так и левой руки, и подходит как для женщин, так и мужчин. Его вес 450 грамм.
Пальцы могут сгибаться и располагаться естественным образом даже в состоянии покоя. Протез Hannes может выполнить полный закрытый хват менее чем за одну секунду и может приложить максимальную силу захвата в 150 Н, что намного превосходит другие коммерческие и исследовательские образцы. Он способен автономно работать в течение целого дня (время автономной работы в течение одного дня: источник питания 12 В при емкости аккумулятора 1300 мАч).
Исследователи провели эксперименты, чтобы проверить эффективность протеза и сходство с человеческой рукой. Эти эксперименты продемонстрировали улучшенную производительность по сравнению с существующими исследованиями и другими коммерческими образцами.