https://frosthead.com

Nowa generacja protetyki wojskowej wkracza na nowy grunt

Z wyrazem twarzy 11-letni Nicholas Wilt i jego dziewięcioletni brat Michael pochylają się nad stołem pełnym gadżetów, próbując stworzyć protetyczną rękę. Pracowali przez około 20 minut pod czujnym okiem Tima Puli, koordynatora wystawy interpretacyjnej w Smithsonian's Lemelson Center for Study of Invention and Innovation.

powiązana zawartość

  • Seeing in the Dark: The History of Night Vision
  • Dając marines narzędzia do budowy dronów na polu bitwy
  • Jak ewoluował hełm wojskowy od zagrożenia do osłony pocisku

„Czy jesteś coraz bliżej? Czy musiałeś rozwiązać jakieś problemy, aby się tam dostać? Pula pyta Nicholas.

„Tak” - mówi Nicholas, wskazując na konkretny sprzęt. „To by nie pozostało, więc wpadłem na pomysł, aby użyć czegoś innego, aby zachować spokój!”

O tym właśnie był Dzień Inwencji Wojskowej w miniony weekend w Smithsonian's National Museum of American History. W całym muzeum podekscytowane dzieci i zafascynowani dorośli wpatrywali się w technologię, która kilka dekad temu wydawała się niemożliwa. Odwiedzający mieli okazję zobaczyć ponad 30 ekscytujących nowych wynalazków od firm wojskowych i technologicznych oraz odkryć, w jaki sposób innowacje wpłyną na ich codzienne życie w przyszłości. Oprócz eksponatów poświęconych historii technologii noktowizyjnej i spojrzenia na to, co Marines może wkrótce robić na polu bitwy, ludzie zapoznali się z innymi całkiem fajnymi technologiami, w tym protetyką.

„Wyszliśmy zobaczyć Biały Dom”, wyjaśnia matka chłopców, Whitney Michael. „Ale gdy tylko weszliśmy, Nicholas znalazł wynalazki wojskowe i zawsze chciał dołączyć do wojska. . . . Był więc bardzo zainteresowany, a ja pracuję jako terapeuta z ludźmi z urządzeniami protetycznymi, więc są zainteresowani tymi rzeczami i sprawdzają, jak działają. ”

Pula Smithsonian mówi, że niektóre dzieci, które próbowały szczęścia w budowie protez rąk z elementów LEGO, drukowanych stawów 3D, małych elektronicznych mózgów, tablicy Arduino i potencjometru, stworzyły fascynującą pracę.

„Widzieliśmy, jak dzieci tworzą ręce, które działają jak szczypce. Widzieliśmy dzieci, które tworzyły ręce, które miały solidne, nieruchome przeciwstawne stawy. Widzieliśmy, jak niektóre dzieci biorą jeden palec i w rzeczywistości nakładają na niego ruchomy staw przeciwstawny i używają go, aby podnieść coś tak dużego jak wiertarka elektryczna ”- mówi Pula z podnieceniem. „Była tam dziś dziewczyna. . . wymyślił sposób na podniesienie tego małego kawałka, może o grubości siedmiu arkuszy papieru. To było bardzo imponujące! ”

Fred Downs, były przywódca plutonu porucznika armii amerykańskiej, nosi protezę ręki LUKE. (Allison Keyes) Downs nosił protezę, która zakończyła się hakiem od 1968 roku, kiedy nadepnął na kopalnię „Bouncing Betty” w Wietnamie i stracił prawą rękę. Ale teraz ma na sobie protezę ręki LUKE. (Allison Keyes)

Ten rodzaj innowacji był świetny dla ludzi takich jak Fred Downs, były dowódca plutonu porucznika armii amerykańskiej. Ma na sobie protezę, która zakończyła się hakiem od 1968 r., Kiedy nadepnął na patrol bojowy w kopalni „Bouncing Betty” w Wietnamie i stracił prawą rękę. Ale teraz ma na sobie protezę ręki LUKE.

LUKE to skrót od Life Under Kinetic Evolution, ale odnosi się również do protezy, którą fikcyjny Luke Skywalker nosił po konfrontacji z Darthem Vaderem w Star Wars Episode 5: The Empire Strikes Back. Modułowe ramię jest brązowe i srebrne, wygląda przyjaźnie, a Downs może poruszać nim stopami.

„Więc jeśli otworzę palce u nogi, uchwyt (na dłoni) otworzy się. Następnie poruszam palcami w dół z piętą do góry, ona się zamyka, tak po prostu ”, mówi Downs, demonstrując. „Teraz, gdy obracam w prawo, ręka obraca się w prawo. Kiedy obraca się w lewo, ręka obraca się w lewo. . . . Używam stopy, by zmienić uchwyt. ”

Downs ma ramię LUKE od prawie roku i rejestruje wszystkie dane z każdego pojedynczego ruchu, aby inżynierowie mogli zobaczyć, co się dzieje i zwiększyć jego wydajność. LUKE jest finansowany przez Agencję Obrony Zaawansowanych Projektów Badawczych (DARPA) i wykorzystuje technologię stworzoną przez DEKA Integrated Solutions Corp. Downs, poprzednio Krajowego Dyrektora ds. Protetyki i Pomocy Sensorycznej w Departamencie Spraw Weteranów USA, mówi, że ta technologia pomoże rosnąca liczba osób po amputacji, które przeżyły obrażenia.

„Lubię mieć zdolność chwytania lewą ręką. Teraz mogę używać obu rąk razem, gdy pracuję w warsztacie lub w kuchni. To bardzo miło, że po tylu latach tego straciliśmy ”, mówi Downs.

Johnny Matheny ma na sobie modułową protezę kończyny (MPL) z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i DARPA. (Allison Keyes) Matheny mówi, że gładko wyglądająca srebrno-czarna kończyna po lewej stronie to „wielkie” ramię. (Allison Keyes)

Obok Downs stał mężczyzna w protetycznym ramieniu, który można by nazwać rowerzystą. Modular Prothetic Limb (MPL) z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i DARPA, wygląda jak kultowe ramię z filmów Terminatora . Johnny Matheny, wysoki, łysy mężczyzna ze srebrną i czarną kończyną po lewej stronie, mówi, że to „wspaniałe” ramię.

„Ten, który mogę wytrenować, aby robił wszystko, co może zrobić normalne ramię. Ramię LUKE ma cztery lub sześć ustawień wstępnych. . . . Robi to stopami. Pracuję moim umysłem ”, wyjaśnia Matheny, który stracił rękę na raka w 2008 roku.„ Tradycyjnie nosi swoje gniazdo i paski. Noszę moje z osseointegracją, czyli tytanem wszczepionym bezpośrednio do szpiku mojej kości. . . To ramię reaguje z mięśniami w moim resztkowym pniu. Miałem operację zwaną ukierunkowanym odnawianiem mięśni. Biorą zakończenia nerwowe, które normalnie zejdą do dolnego końca (mojego ramienia) i ponownie wszczepiają je w mój kikut, a teraz myślę, że myśli w sygnałach do kikuta. ”

Zespoły otaczające kikut Matheny'ego zbierają informacje z jego myśli i przesyłają je do ramienia przez Bluetooth. Mówi, że w przyszłym roku ma nadzieję, że operacja sensoryczna pozwoli mu czuć się protezą prawie tak samo dobrze, jak naturalną ręką. Kiedy dotyka się palców MPL, czuje się gładko, ale z pierzastymi wibracjami, tak jak się czuje, kiedy ściska się ludzkie palce.

„Kiedy myślisz, myślisz jak naturalna ręka. Myślę, że „zamknij dłoń i otwórz dłoń, zegnij i wyprostuj łokieć” jest od razu nietoperzem. A potem, gdy narastało ukierunkowane odnowienie mięśni, wtedy reszta rzeczy zacznie rosnąć z takimi rzeczami, jak punkt uszczypnięcia i różne uchwyty i tak dalej. Ostatnią rzeczą, która rośnie, jest indywidualny ruch palca, który zwykle zajmuje około półtora roku. ”

NuGlove NuGlove firmy Anthrotronix wygląda jak zwykła rękawica robocza, z wyjątkiem drutów rozciągających się od nadgarstków do palców. Może kontrolować roboty. (Allison Keyes)

Na tym samym piętrze Brandon Russell demonstrował NuGlove autorstwa Anthrotronix. Wygląda jak zwykła rękawica robocza, z wyjątkiem drutów rozciągających się od nadgarstków do palców. Jest to rękawica do rozpoznawania gestów z czujnikami bezwładnościowymi na każdym palcu, a także z tyłu dłoni, a Russell stał przed ekranem komputera, wykonując alfabet amerykańskiego języka migowego, podczas gdy utworzone przez niego litery były podświetlone na ekranie przed mu. Ale może zrobić znacznie więcej niż obsługa komputera. Może kontrolować roboty.

„Zintegrowaliśmy się z robotami do usuwania IED. Możemy użyć gestu, aby przejść do trybu jazdy, a to sprowadzi kamerę do przodu, a następnie będziesz mógł poruszać się, używając tak zwanej kontroli proporcjonalnej. . . . Zintegrowaliśmy także z symulacjami. Możesz go używać w silnikach gier, takich jak rzeczywistość wirtualna ”, mówi Russell.

NuGlove służy również do szkolenia żołnierzy w zakresie obracania zaworów i poruszania się po przybrzeżnych okrętach bojowych używanych przez amerykańską marynarkę wojenną.

Vertical TakeOff Pionowy samolot doświadczalny TakeOff i Landing firmy DARPA (powyżej: 20-procentowy model rzeczywistego statku powietrznego) łączy najlepszą technologię samolotów ze stałymi skrzydłami z możliwościami zawisu śmigłowca. (Allison Keyes)

Inne popularne wyświetlacze to pionowy samolot TakeOff i lądujący eksperymentalny samolot DARPA, zaprojektowany przez Aurora Flight Systems. Tłum ludzi stał gapiąc się na działający wyświetlacz, który był o 20 procent większy od rzeczywistego samolotu, który waży do 12 000 funtów i podróżuje do 300 węzłów. Łączy w sobie najlepsze technologie samolotów ze stałymi skrzydłami z możliwościami zawisu śmigłowca. Ale może być również używany w podobny sposób, jak te latające samochody, które oglądano w „The Jetsons”.

„Wiele słyszałeś o taksówkach powietrznych, latających samochodach, rodzajach rzeczy, które firmy takie jak Uber chcą robić dla tego, co nazywamy elektrycznym VTOL (pionowy pojazd do startu i lądowania). Samolot, który tu dziś siedzi, jest najbliżej prototypu dla tych elektrycznych samolotów VTOL ”- wyjaśnia John Langford, dyrektor generalny Aurora Flight Sciences. „Jest to zasilany bateryjnie pionowy start i lądowanie, który może przewozić Cię po mieście. . . . Ten samolot tutaj jest dokładnie tym, o czym mówią ludzie o tych elektrycznych VTOL-ach, do których mógłby przewozić dwie lub trzy osoby, a stamtąd można dostać się na lotnisko Dulles w ciągu pięciu minut. ”

Szef sztabu armii amerykańskiej Mark Milley mówił o znaczeniu technologii, zarówno po stronie cywilnej, jak i wojskowej ogrodzenia. Wskazał na iPhone'a, który zawiera technologię, która została pierwotnie wynaleziona przez rząd, zanim została zsyntetyzowana w urządzeniu, które znamy dzisiaj. Milley mówi, że istnieje synergia między wynalazkami cywilnymi a wojskiem i odwrotnie, i nie może się doczekać, co będzie dalej.

„Bardzo szybko rozwijają się w świecie komercyjnym. Widzimy tam pojazdy autonomiczne i roboty. Myślę, że ma to ogromne konsekwencje militarne - mówi Milley. „Sztuczna inteligencja to bardzo potężna technologia, która szybko rozwija się w świecie komercyjnym. Najwyraźniej nie jest jeszcze gotowy do powszechnego zastosowania. Ale myślę, że w pewnym momencie w przyszłości tak będzie i będzie niezwykle potężny. ”

Milley ostrzega jednak, że chociaż postępy technologiczne są bardzo ekscytujące, prawdopodobnie pojawi się też pewien niepokój. Kluczem jest, jak mówi, nauczenie się, jak nimi odpowiednio zarządzać i w sposób, który nie jest destrukcyjny, ale konstruktywny.

Nowa generacja protetyki wojskowej wkracza na nowy grunt