CYBATHLON
Wydarzenie CYBATHLON 2020, podczas którego osoby niepełnosprawne wykonują niegdyś niemożliwe zadania życia codziennego przy użyciu najnowocześniejszych technologii, to coś więcej niż tylko międzynarodowy konkurs. Według jego organizatorów z uniwersytetu ETH Zurich (Szwajcarski Federalny Instytut Technologii w Zurychu) to platforma rozwoju technologii wspomagających, która ułatwia życie osobom niepełnosprawnym.
Tegoroczne spotkanie odbyło się w połowie listopada, a firma Kaspersky była partnerem zespołu z Rosji.
Czym jest CYBATHLON?
CYBATHLON to zawody w sześciu dyscyplinach: proteza ramienia wspomagana (ARM), proteza nogi wspomagana (LEG), egzoszkielet wspomagany (EXO), wózek inwalidzki wspomagany (WHL), rower do funkcjonalnej stymulacji elektrycznej (FES) oraz interfejs mózg-komputer (BCI).
Uczestnicy rywalizują nie tylko o złoto, ale także demonstrują możliwości najnowszych urządzeń wspomagających. Na przykład, przy użyciu najnowocześniejszych protez ramienia ich użytkownicy byli w stanie wkręcić żarówki lub poczuć to, co znajdowało się w pudełku; a dzięki najnowszym wózkom inwalidzkim użytkownicy mogli wspinać się po schodach. Co więcej, wydarzenie to motywuje programistów do ulepszania ich produktów: zawody te służą jednocześnie i sportowcom, i zespołom, które tworzą nowe technologie.
Poniżej poczytacie o technologiach przeszłości, teraźniejszości i przyszłości.
Od nogi z brązu do cyberkończyny z neurointerfejsem
Stosowanie protez ma długą tradycję. Pierwsze znane wspomnienie o sztucznej kończynie pojawia się w starożytnej indyjskiej kolekcji hymnów sanskryckich z drugiego tysiąclecia p.n.e., o nazwie Rigveda, w której bogowie dają legendarnemu wojownikowi Vishpala nogę z żelaza po tym, jak utracił swoją w walce. Jeśli chodzi o protezy archeologiczne, na przykład w Egipcie odkryto około 3000-letnią protezę z drewna, a znaleziona we włoskim mieście Capua proteza z brązu ma około 2300 lat.
W sprawie sztucznych kończyn przez wiele tysiącleci nie zmieniało się prawie nic. Następnie w XVI wieku naukowcy stworzyli pierwszą protezę mechaniczną z przegubami na zawiasach, które użytkownicy mogli kontrolować za pomocą innej kończyny lub za pomocą pobliskich mięśni.
Okres po II wojnie światowej przyniósł innego rodzaju protezy: bioelektryczne (zwane także mioelektrycznymi lub bionicznymi). Przekształcają one aktywność mięśni w kikucie na sygnały elektryczne, które z kolei poruszają urządzeniem.
Teraz, w XXI wieku, naukowcy są gotowi zrobić kolejny duży krok i rozwijają protezy neurobioniczne. Umożliwiają one użytkownikom nie tylko wykonywanie określonych ruchów, ale także rozpoznawanie obiektów za pomocą dotyku. Technologia jest wciąż młoda i musi pokonać jeszcze długą drogę, zanim umożliwi całkowite odtworzenie zmysłu dotyku.
Dzisiejsza protetyka
Nowe technologie nie zastępują istniejących, ale je uzupełniają; dziś używanych jest wiele różnych urządzeń protetycznych, a część z nich jest używana do celów czysto kosmetycznych. Każdy typ ma swój własny obszar zastosowania.
Protezy mechaniczne są tańsze, łatwiejsze do opanowania i trwalsze niż bioniczne. Bardziej nadają się one na przykład do podnoszenia ciężarów i aktywności związanej z wodą — również gdy nie ma zasilania. Z kolei protezy bioniczne i neurobioniczne są wygodniejsze i zapewniają szerszy zakres ruchu (na przykład cybernogi pomagają użytkownikom utrzymać równowagę, wchodzić i schodzić po schodach, chodzić do tyłu, a nawet biegać).
Specjalizacja w protetyce
Dostępne są również wysoce wyspecjalizowane protezy, stosowane w określonych warunkach lub do określonej pracy. Na rynku dostępne są sztuczne kończyny do uprawiania sportów wodnych, koszykówki, joggingu i innych sportów.
Druk 3D wspiera rozwój sztucznych kończyn, dzięki czemu są one coraz tańsze i w coraz większym stopniu możliwe do dostosowania. W niektórych przypadkach użytkownicy mogą pobrać model z internetu i dostosować go do swoich potrzeb, zanim zostanie on wydrukowany.
Protetyczne gadżety
Kolejny współczesny trend łączy kończyny cybernetyczne z technologiami cyfrowymi. Na przykład w tym roku rosyjski producent Motorica umieścił w protezie ramienia smartwatch Galaxy Watch. Dzięki niemu użytkownik może monitorować swoją aktywność i kontrolować ustawienia ramienia — na przykład wysokość uchwytu dłoni lub palca.
Terenowe wózki inwalidzkie
Wózki inwalidzkie pomagają ludziom od ponad tysiąca lat, a pierwsze wzmianki o nich pochodzą z VI wieku naszej ery. Do połowy XVII wieku były dosłownie krzesłami na kółkach i wymagały pomocy innej osoby.
Pierwszy ręczny wózek inwalidzki pojawił się w 1655 roku, a pierwszy składany model został opracowany w Stanach Zjednoczonych na początku XX wieku.
W naszych czasach, oprócz tradycyjnych wózków inwalidzkich są również takie, które są wyposażone w silniki elektryczne, gąsienice do wchodzenia i schodzenia po schodach, a nawet neurointerfejsy dla osób niezdolnych do poruszania rękami.
Elektrostymulacja i egzoszkielety
Naukowcy opracowują również urządzenia, które umożliwiają sparaliżowanym ludziom stanie na nogach. Warto tu wspomnieć, że starożytni Egipcjanie stosowali elektrostymulację jako narzędzie terapeutyczne. Wykorzystywali oni energię promieni elektrycznych. Później zastąpili morskie stworzenia wytwarzające energię elektryczną urządzeniami elektrostymulującymi. We wspomnianym wcześniej wyścigu rowerów Funkcjonalnej Stymulacji Elektrycznej użycie prądu względem mięśni sprawia, że kurczą się one i wywołują odruch pedałowania.
Pierwszy prototyp innej technologii rehabilitacyjnej — egzoszkieletu — pojawił się w 1890 roku. Wówczas wymagał on wysiłku ze strony użytkownika, jednak kombinezon znacznie ułatwiał chodzenie, bieganie i skakanie za pomocą sprężonego gazu. W 1917 roku opatentowano egzoszkielet parowy, a w drugiej połowie XX wieku zaczęły pojawiać się modele elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne.
Nowoczesne egzoszkielety ważą mniej niż ich poprzednie wersje, są znacznie łatwiejsze w użyciu i oferują większe możliwości przywrócenia niezależnego ruchu. Niektóre mogą łączyć się z chmurą, w której przechowują i przetwarzają dane dotyczące leczenia rehabilitacyjnego, a najnowsze mogą być sterowane za pomocą impulsów mózgowych.
Neurointerfejsy
Futurystyczna technologia stojąca za urządzeniami sterowanymi myślami nazywana jest interfejsem mózg-komputer (BCI). Takie systemy pojawiły się po raz pierwszy w 1970 roku, a teraz robią wielkie postępy.
Czujniki BCI można wszczepiać bezpośrednio do kory mózgowej, umieszczać wewnątrz czaszki lub dołączać na zewnątrz. Pierwsza metoda zapewnia początkowo najlepszą jakość sygnału, która jednak może się zmniejszyć, jeśli organizm odrzuci implant. Obecnie najczęściej stosowane czujniki BCI są nieinwazyjne i nie wymagają operacji.
Do odczytu aktywności mózgu najczęściej stosuje się technologię zwaną elektroencefalografia, lecz istnieją również inne metody „czytania umysłu”. Na przykład w latach 80. naukowcy próbowali sterować robotem za pomocą ruchów gałek ocznych. Następnie w 2016 roku naukowcy zaprezentowali czujniki BCI potrafiące odczytywać wielkość źrenicy.
Zakres zastosowania neurointerfejsów jest dość szeroki. Na początku naukowcy wykorzystywali implanty mózgu do leczenia nabytej utraty wzroku. I jak wspomnieliśmy wcześniej, elementów sterujących neurointerfejsem używają także niektóre nowsze wózki inwalidzkie i egzoszkielety. Uczestnicy zawodów CYBATHLON 2020 wzięli udział w wyścigu Interfejs Mózg-Komputer – rodzaju gry komputerowej, w której moc myśli porusza awatarami w grze.
Na horyzoncie
Obecnie technologie wspomagające postępują w zawrotnym tempie. Jakie cuda czekają za rogiem, można tylko spekulować. Czołowe firmy mają już swoje pomysły.
Na przykład według pracowników firmy specjalizującej się w neurointerfejsie, Neurobotics, obecny rozwój ma na celu przede wszystkim pomoc osobom niepełnosprawnym w wykonywaniu codziennych zadań dzięki wózkom inwalidzkim, które są sterowane przez czujniki BCI, i inteligentnym domom.
Jednak technologia ta musi przejść jeszcze długą drogę, zanim będzie opłacalna w skali komercyjnej. Jak przyznaje firma Neurobotics, „czytanie umysłu” nadal jest znacznie mniej dokładne niż uzyskanie poleceń z klawiatury, myszy lub joysticka. Firma sugeruje, że czujnik BCI może skutecznie zastąpić najbardziej znane interfejsy najszybciej za 100-200.
Elon Musk pracuje nad własnym projektem implantu BCI o nazwie Neuralink i przewiduje krótszy czas. Nie wiadomo więc, kiedy się tego doczekamy ani czy urządzenie będzie działać tak, jak byśmy chcieli; implantacja to ważny krok i nie każdy jest gotowy go wykonać.
Musk nie jest jedynym odważnym wizjonerem. Jeśli chcesz poznać więcej prognoz z dziedziny sci-fi, sprawdź nasz projekt Earth 2050: użytkownicy mogą w nim dzielić się swoimi pomysłami, od całkowicie nowych narządów zmysłów po „sklep„, w którym można nabyć swoje całkowicie nowe oblicze.
Przyszłość zaczyna się dziś
Musimy pamiętać, że przyszłość tworzymy wszyscy, tu i teraz. Dlatego firma Kaspersky pomaga twórcom technologii wspomagających i innych przedsięwzięć, które mają na celu uczynienie tego świata lepszym miejscem. Oni, podobnie jak organizatorzy CYBATHLONU, starają się budować lepszą przyszłość dla wszystkich.
Porady