Беседы о бионике - [30]
Однако, как ни значительны успехи советских ученых и инженеров в создании так называемых активных протезов, изобретатели этой чудесной системы недовольны ее возможностями. Их не устраивает то, что человек не чувствует своей руки, а приобретение навыков в ее использовании и контроль за ним совершаются только посредством обратной связи через зрение. Зрение же наше не приспособлено для контроля быстро изменяющихся ситуаций. Кроме того, наш зрительный аппарат и так сильно загружен и добавление к его нагрузке функций контроля за всеми действиями протеза весьма нежелательно. Таким образом, для того чтобы человек мог при помощи биоэлектрической руки совершать очень тонкие, чрезвычайно сложные и быстрые движения, выполнять комбинации самых различных манипуляций, протез должен быть наделен эффективными искусственными средствами обратной связи, близкими к тем, которыми обладает живая рука. Другими словами, неживую, искусственную руку нужно "оживить", "очувствить". И эту, казалось бы, фантастическую идею советские ученые решили осуществить. Первый шаг к "оживлению" искусственных рук уже сделан.
Недавно на конференции по бионике, проходившей в Баку, впервые было сообщено, что за два года в Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения построен макет руки с чувствительными к давлению датчиками, укрепленными на кончиках пальцев. Эти датчики сделаны из токопроводящей резины или тонкой проволоки. Под влиянием усилия на датчики сигналы от них изменяют частоту вибрации зуммера, который укреплен на руке вблизи нерва, идущего в мозг.
Новый биоэлектрический протез руки, посылающий сигналы о силе сжатия пальцев в нервную систему, разработал инженер Анатолий Шнейдер. Десять инвалидов, пользовавшихся образцом уникальной "биоруки", за два-три сеанса приобретали ясное ощущение давления, приложенного к кончикам пальцев. При изменении усилия до трех килограммов разница в усилии, равная 100 граммам, уже отчетливо ощущалась!
Для передачи человеку информации о совершаемых действиях сейчас пытаются использовать в цепи обратной связи различные виды чувствительности, например вибрационную. Это позволяет выполнять строго дозированные по силе и координации двигательные акты. В Югославии создана модель протеза кисти, в которой чувствительные тензометрические элементы выполняют роль тактильного анализатора и управляют сервомотором, осуществляющим движение схватывания. И, наконец, еще одна новинка. В последнее время начинают использовать различные логические и вычислительные устройства в блоке преобразования сигналов. В протезе имеются программы различных движений, ряд сложных движений может осуществляться от одной команды.
Рис. 2. Проект разработанного в США костюма 'атомного пехотинца' — 'сервосолдата'
Судя по результатам многочисленных экспериментов, использование кожно-вибрационных и электрокожных раздражений в искусственных системах обратной связи оказывается, по-видимому, наиболее перспективным, ибо получение таких раздражений не представляет труда. Однако для уточнения параметров сигналов, а также конструкции воздействующих элементов необходимо провести еще множество экспериментов, большую научно-исследовательскую работу. И она ведется, ведется успешно. Бионики и инженеры, биологи и врачи надеются, что в будущем удастся создать такой биоэлектрический протез, который сможет чувствовать температуру, твердость и качество поверхности удерживаемого предмета. Тогда можно будет действовать искусственной рукой, как естественной, не глядя на нее. Она будет четко различать горячее и холодное, влажное и сухое, гладкое и шероховатое.
Такие искусственные руки могут быть полезны не только инвалидам, лишенным одной или обеих рук, но и совершенно здоровым людям. Ничто не мешает, например, использовать искусственную руку в качестве третьей, четвертой, пятой и шестой руки, если этого требует выполняемая работа. "Дополнительные руки", подсоединенные "в параллель" с живыми и управляемые биотоками, будут дружно помогать человеку, сделают его многоруким. Несмотря на слабость биотоков, искусственную руку можно наделить богатырской силой. Недавно в одной из лабораторий США создали сверхмощного робота высотой свыше 5 м, так сказать "Голем XX века,". Все движения этого великана управляются биоэлектрическими импульсами человека, помещенного внутри него. Человек делает движение, нужное для того, чтобы выдернуть, скажем, кол из земли, — и робот спокойно выдергивает дерево с корнем. "Мы хотели в этом агрегате воплотить все функции человека, умноженные на мощь механизмов", — заявил один из его конструкторов. А теперь посмотрите на рис. 2. Перед вами одна из последних новинок Пентагона — костюм, который, по мнению военных специалистов США, наиболее подходит для пехотинца, действующего в условиях термоядерной войны. Солдат похож на робота: тяжелый шлем, массивный панцирь, мощная броня, стальные башмаки. Трудно сказать, сколько весит этот "наряд", но человек, которого апологеты мировой войны решили облачить в такой броневой скафандр, несомненно, должен обладать сверхпрочным черепом, шеей и руками гориллы. А как же будет передвигаться это бронированное чудовище? Как сможет солдат в таком костюме вести бой, стрелять, драться в рукопашной схватке, преодолевать препятствия? Ведь часто исход боя, как известно, решают доли секунды...
