Китайские ученые создали легкий биомиметический протез руки с высокой ловкостью

Ученые из Научно-технического университета Китая (USTC) совершили значительный прорыв в области протезирования, представив инновационный биомиметический протез руки. Это достижение призвано решить давние проблемы, связанные с функциональностью и весом существующих протезов, предлагая пользователям беспрецедентный уровень ловкости и комфорта. Основная проблема традиционных протезов рук заключается в компромиссе между их массой и количеством степеней свободы. Большинство доступных на рынке устройств весят около 0,4 килограмма, что сопоставимо со средней человеческой рукой, однако их функциональность ограничена примерно 10 степенями свободы. Это значительно меньше, чем у естественной человеческой руки, которая обладает 23 степенями свободы, что позволяет ей выполнять широкий спектр сложных и точных движений. Китайские исследователи из USTC поставили перед собой цель разработать протез, который был бы не только функциональным, но и легким. Результатом их работы стал протез, который весит всего 0,37 килограмма. Это делает его легче средней человеческой руки, что является критически важным фактором для комфорта и долгосрочного использования. Снижение веса минимизирует нагрузку на оставшиеся части тела и повышает удобство для пользователя. Помимо впечатляющего снижения веса, новый протез демонстрирует выдающуюся функциональность. Он обладает 19 активными степенями свободы, что значительно превосходит возможности большинства традиционных аналогов. Такое количество степеней свободы позволяет протезу выполнять гораздо более сложные и разнообразные действия, приближаясь по своим возможностям к естественной человеческой руке. Это открывает новые горизонты для людей, нуждающихся в протезировании, позволяя им восстановить значительную часть утраченных функций. Ключевым элементом, позволившим достичь таких результатов, стало применение сплавов с эффектом памяти формы (SMA) в качестве искусственных мышц. Эти материалы обладают уникальными свойствами: они могут изменять свою форму при нагревании и возвращаться к исходной форме при охлаждении. Использование SMA позволило создать компактные и мощные актуаторы, которые имитируют работу биологических мышц, обеспечивая высокую точность и силу движений при минимальном весе. Разработка биомиметического протеза руки является важным шагом в развитии медицинских технологий и робототехники. Она демонстрирует потенциал интеграции передовых материалов и инженерных решений для создания устройств, которые не только компенсируют утраченные функции, но и значительно улучшают качество жизни людей с ограниченными возможностями. Публикация работы в авторитетном журнале Nature Communications подчеркивает научную значимость и новизну данного исследования. Успех китайских ученых из USTC подчеркивает растущую роль Китая в глобальных инновациях, особенно в области высокотехнологичной медицины и робототехники. Этот проект является примером того, как фундаментальные научные исследования могут привести к созданию практических решений, способных изменить жизнь миллионов людей по всему миру. Дальнейшие исследования и разработки в этой области могут привести к созданию еще более совершенных и доступных протезов, расширяя возможности для людей с ампутациями и другими физическими ограничениями. Это достижение не только улучшает функциональность протезов, но и способствует более естественному взаимодействию человека с окружающей средой, повышая его независимость и самооценку. Хотя конкретные сроки коммерциализации или доступности данного протеза пока не сообщаются, сам факт его создания демонстрирует перспективное направление развития протезирования. Подобные инновации могут значительно сократить разрыв между возможностями искусственных конечностей и естественных, предлагая пользователям не просто замену, а полноценное расширение их способностей. Это открывает двери для более широкого внедрения передовых технологий в повседневную жизнь, делая ее более инклюзивной и комфортной для всех.