i

Aktuální číslo:

2021/9

Téma měsíce:

Vzdělávání

Budoucnost v paži

 |  5. 2. 2018
 |  Vesmír 97, 86, 2018/2
 |  Téma: Bionika

Ruka je pro nás v každodenním životě mimořádně důležitým „nástrojem“. Krom základní sebeobslužnosti nám její nervová zakončení podávají informace o tvaru předmětů, struktuře povrchu, teplotě, vlhkosti či jemných pohybech (např. vibracích). Díky tomu používáme jinou sílu stisku na křehké předměty, jako jsou skleněné vánoční ozdoby nebo syrová vajíčka, jinou na pevné a těžké předměty, jako je velká kniha. Všechny tyto funkce ruky je však v případě její ztráty velmi těžké nahradit technickými prostředky.

Nejjednodušší náhradu dodnes představuje pasivní (kosmetická) protéza. Tento typ se dlouho používal k zamaskování zranění a zohyzdění. Někdejší dřevěné nebo kožené protézy vyztužené kovem dnes nahradily silikonové nebo PVC náhrady, které už díky moderním technologiím vypadají jako živé – vzhled skutečných rukou mohou napodobovat včetně pih, žil, chlupů, otisků prstů, a dokonce i tetování.

Mnohem dokonalejší jsou bionické náhrady využívající poznatku, že mozek vysílá svalům impulzy i po amputaci končetiny. Tyto signály, takzvané elektromyogramy (EMG), se k ovládání protézy snímají alespoň dvěma elektrodami, přiloženými k příslušným svalům pahýlu. Princip je obdobný u většiny konstrukcí bionických rukou, existuje několik odlišných koncepcí, lišících se především ve způsobu řízení pohybu a použitých senzorech a materiálech.

Deset stupňů dotyku

Jednou z koncepcí je evropský výzkumný projekt SmartHand.1) Prototyp nové generace bionické ruky, představený koncem roku 2009, snímá EMG pomocí 16 elektrod umístěných na předloktí. Takové velké množství zdrojů EMG signálu vytváří velké množství kombinací, které musí ruka rozpoznat, aby správně vykonala požadovaný pohyb. V tréninkové části jí v tom pomáhají neuronové sítě. Uživatel postupně vykoná sérii definovaných vnucených pohybů: ohýbání jednotlivých prstů, ohýbání všech prstů najednou, roztažení a sevření prstů, nastavení palce proti dlani atd. Počítač sleduje a zaznamenává nervovou odezvu těla při tréninku, čímž se systém přizpůsobuje konkrétnímu uživateli.

Nyní vidíte 23 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Bionika
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Náhrady orgánů

O autorovi

Lenka Lhotská

Doc. Ing. Lenka Lhotská, CSc., (*1961) se dlouhodobě zabývá aplikacemi metod umělé inteligence na zpracování biomedicínských dat a signálů, využitím mobilních technologií ve zdravotnictví a telemedicíně a využitím asistivních technologií. Je vedoucí oddělení kognitivních systémů a neurověd v CIIRC ČVUT a vedoucí katedry přírodovědných oborů FBMI ČVUT.
Lhotská Lenka

Další články k tématu

Volání z mozku do mozkuuzamčeno

Lidský mozek plodí úžasné věci. Zrodil Shakespearovy sonety, Einsteinovu obecnou teorii relativity. Také moderní počítačová technika dokáže divy....

Chytré kloubyuzamčeno

Babičku Boženy Němcové vnímáme jako literární prototyp stáří. Když ale v roce 1828 tato žena přijela do Ratibořic, bylo jí teprve pětapadesát let....

Člověk v náhradách

Hlavním tématem tohoto čísla Vesmíru je „bionika“ (viz článek Volání z mozku do mozku). V této souvislosti bychom rádi připomněli snahu nás, lidí,...

Náhrady orgánů

Historie náhrad chybějících orgánů či jejich funkcí je překvapivě dlouhá. Na jednom z mumifikovaných ženských těl, zřejmě z přelomu...

Doporučujeme

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada velkého pohasnutí Betelgeuze (Vesmír 100, 106, 2021/2) se zdá být více méně rozřešena. Důležitým klíčem byla pozorování povrchu hvězdy...
Převrácená výuka a nová role učitele

Převrácená výuka a nová role učitele

Zdeněk Hurák  |  6. 9. 2021
Co je a co určitě není převrácená výuka? Jaké jsou její cíle? Pokusím se vyvrátit několik oblíbených mýtů a nabídnu vlastní učitelské zkušenosti...
O myších (v podzemí) a lidech

O myších (v podzemí) a lidech uzamčeno

Radim Šumbera  |  6. 9. 2021
Čtenář dobrodružné literatury ví, že pro člověka a jeho žaludek byla důležitá velká zvířata, zejména savci. Vzpomeňme na lovce mamutů, indiány a...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné