Його мета – з допомогою сучасної техніки навчити паралізованих людей знову ходити: Ґордон Чен (Gordon Cheng) з Технічного університету Мюнхена є одним з учених проекту Walk Again. Зі своїми колегами він вживлює людям технічні інтерфейси та екзоскелети, що дають змогу паралізованим пацієнтам знову контролювати свої м’язи і повертає їм чуттєвість. Пан Чен розповідає про свою роботу.
Ґордон Чен (Gordon Cheng) з Мюнхенського технічного університету у своєму кабінеті. Фото: Astrid Eckert / TUM
На відкритті Чемпіонату світу з футболу 2014 року в Бразилії перший удар по м’ячу зробив хлопець з паралізованими ногами. Для цього його одягнули в екзоскелет, яким він керував силою думки. Зараз науковці з проекту Walk Again розповідають про найновіші результати досліджень та свої успіхи: після року тренувань вісім людей з паралічем нижніх кінцівок принаймні частково повернули собі контроль над м’язами ніг та їхню чутливість.
— Що вас так захоплює в роботах?
— З дитинства ними зачарований. У мультиках, на яких я ріс, завжди йшлося про те, що роботи допомагають людині. Відтоді в мене дуже позитивне ставлення до них. Це захоплення, а також технічний і науковий інтерес до роботів залишилися донині.
— У Вас є улюблений робот?
— Всі роботи з «Зоряних воєн», без сумніву, R2D2 – особливо. Астробой – теж один з улюблених. Це робот, який безперервно допомагає людям, а це мені дуже подобається.
— І в проекті Walk Again техніка повинна підтримувати людей. Як у ньому складається?
— Walk Again започаткували 2008 року. Керівником досліджень є мій добрий друг професор Міґель Ніколеліс (Miguel Nicolelis). Він – один з провідних експертів-нейрологів, особливо в галузі інтерфейсів людина-робот. Нашою метою є створення роботизованої системи, що допомагатиме паралізованим людям знову відчувати та ходити.
— Як би Ви описали той момент, коли юнак на стадіоні в Бразилії йшов до м’яча?
— Це було неймовірно, це – камінь відліку миль. Багато місяців ми тренували пацієнтів, як поводитися з екзоскелетами. Хотілося з’ясувати, чи можливо, що з їхньою допомогою люди зможуть ходити й відчувати. Чимало науковців з різних галузей працювали спільно, щоби цього досягнути. Для всіх нас це була дуже важлива мить.
— Зараз проект отримав нові результати. Чи могли б ви коротко про них розповісти?
— Упродовж минулих двох років наших пацієнтів досліджувала команда медиків. Вияснилося, що їхній психологічний та розумовий стан покращився. Частково вони можуть знову контролювати порухи своїх ніг. Це нас дуже здивувало.
— Як це можна пояснити?
— Свою роль тут відіграє так звана нейропласти́чність. Завдяки тренуванням упродовж певного часу мозок може самотужки реорганізуватися. Є багато теорій про схему тіла, про те, як наше тіла представлене в мозку, завдяки чому ми впорядковуємо відчуття та рухи. Але відповідним тренуванням ми можемо створювати в мозку нові зв’язки, що дають змогу заново організувати схему тіла й інтегрувати до неї новий елемент, наприклад, екзоскелет.
— Як пацієнти взагалі можуть відчувати рухи ніг екзоскелета?
— Ключовим елементом був тактильний зв'язок, що давав змогу пацієнтам відчувати приземлення з кожним кроком. Для цього ми в Технічному Університеті Мюнхена розробили штучну шкіру. Її датчики вимірюють вібрацію, температуру, тиск та наближення. Цю штучну шкіру помістили під стопами роботів. Завдяки датчикам екзоскелет може виявляти кожен крок.
Цю інформацію передають далі й через маленькі мотори на руках пацієнти отримують тактильну віддачу. За якийсь час мозок пов’язує її з кроками. Тоді ми ще не знали, чи це справді працюватиме. Але по шести місяцях інтенсивних тренувань пацієнти розповідали, що вони могли сприймати рух екзоскелета власне як крокування.
— Що особливого в штучній шкірі?
— Ми створили нове покоління штучної шкіри, вона реагує на наближення та дотики. Завдяки їй, наприклад, можна зробити робота безпечним. Стандартна рука промислового робота, зазвичай, не помітила б, чи ви до неї наближаєтесь. Але розроблена нами штучна шкіра є дуже чутливою. Так легенькими дотиками можна контролювати машину.
Одна з найважливіших особливостей цієї шкіри – вона може організувати власну схему тіла. Робот автоматично знає, де шкіра розташована і де до неї торкнулися. На робота ми перенесли таку концепцію схеми тіла, що в нашому мозку презентує наше тіло.
— Чи можуть роботи нас чогось навчити?
— Робота над гуманоїдами нам допомагає конструювати кращих роботів для людини. Водночас це дає нам змогу більше зрозуміти людей. Коли ми створюємо гуманоїдів, що можуть бігати, як люди, це допомагає нам розробляти кращі екзоскелети. Алгоритми, які ми програмуємо для роботів-бігунів, можна безпосередньо застосовувати до екзоскелетів, що допомагатимуть людям знову володіти своїм тілом.
— В майбутньому буде нормально, що людина та робот житимуть разом?
— Я на це сподіваюся. Відбуватиметься еволюція, як з мікрохвилями та мобільними телефонами, і вони стануть частиною нашого життя. Я роблю ставку на позитиви.
— Що проект Walk Again планує на майбутнє?
— Маю надію, що всі технології, які ми напрацювали, як і наступне покоління екзоскелетів чи штучної шкіри, в майбутньому все більше допомагатиме людям повсякдень.
Interview zum Walk Again Projekt
Scinexx.de, 12/08/2016
Зреферувала Соломія Кривенко
14.08.2016