https://frosthead.com

Sotilaallisen proteesin seuraava sukupolvi on uutta

Kasvojen aikomuksella 11-vuotias Nicholas Wilt ja hänen yhdeksänvuotias veli Michael taipuvat pöydän päälle, joka on täynnä välineitä, jotka yrittävät luoda proteesin käsin. He olivat työskennelleet noin 20 minuuttia Tim Pulan, tarkkaavaisen näyttelykoordinaattorin valvomien silmien alla Smithsonianin Lemelsonin keksintöjen ja innovaatioiden tutkimuskeskuksessa.

Asiaan liittyvä sisältö

  • Näkeminen pimeässä: Yövision historia
  • Annetaan merijalkaväkelle työkalut droonien rakentamiseksi taistelukentällä
  • Kuinka armeijan kypärä kehittyi vaarasta luodikilpään

“Oletko menossa lähemmäksi? Onko sinun joutunut ratkaisemaan ongelmia päästäksesi sinne? ”Pula kysyy Nicholasilta.

”Kyllä”, Nicholas sanoo osoittaen tiettyä pyydystä. "Tämä ei pysyisi paikoillaan, joten minulla oli ajatus käyttää jotain muuta pitämään se edelleen!"

Tätä sotilaallisen keksinnän päivä oli kyse kuluneesta viikonloppusta Smithsonianin kansallisessa museossa. Kaikkialla museossa innoissaan lapset ja kiehtoneet aikuiset taisivat tekniikkaa, joka näytti mahdottomalta vasta muutama vuosikymmen sitten. Vierailijoilla oli mahdollisuus nähdä yli 30 jännittävää uutta keksintöä armeija- ja teknologiayrityksiltä ja löytää tapoja, joilla innovaatiot vaikuttavat heidän päivittäiseen elämäänsä. Pimeänäkötekniikan historiaa koskevien näyttelyiden lisäksi ja katsauksena siihen, mitä merijalkaväki voi pian tehdä taistelukentällä, ihmiset saivat katsoa myös muihin melko viileisiin tekniikoihin, mukaan lukien proteesit.

"Tulimme ulos katsomaan Valkoista taloa", selittää poikien äiti Whitney Michael. ”Mutta heti kun kävelimme sisään, Nicholas löysi armeijan keksinnöt ja hän on aina halunnut liittyä armeijaan. . . . Joten hän oli erittäin kiinnostunut ja työskentelen terapeuttina ihmisten kanssa, joilla on proteesia, joten he ovat kiinnostuneita noista asioista ja nähdäkseen miten ne toimivat. "

Smithsonianin Pula sanoo, että jotkut lapsista, jotka ovat kokeilleet onneaan proteesien valmistamisessa LEGO-kappaleista, 3D-painetusta liitoksesta, pienistä elektronisista aivoista, Arduino-levystä ja potentiometristä, ovat luoneet mielenkiintoisen työn.

”Näimme lasten luomasta käsiä, jotka toimivat kuin puristimet. Näimme lapset, jotka loivat kädet, joissa oli vankat, liikkuvat vastakkain olevat nivelet. Näimme, että jotkut lapset ottivat yhden sormen ja asettivat liikkumattoman vastakkaisen nivelen siihen ja käyttivät sitä poimimaan jotain yhtä suurta kuin sähköpora ”, Pula innostuneena sanoo. ”Siellä oli tänään tyttö. . . keksi tavan noutaa tämä pieni pala ehkä seitsemän arkkia paksua paperiarkkia. Se oli erittäin vaikuttavaa! ”

Fred Downs, entinen Yhdysvaltain armeijan luutnanttipäällikkö, käyttää LUKE-proteesivarretta. (Allison Keyes) Downs on käyttänyt proteesia, joka päättyi koukkuun vuodesta 1968, kun hän astui Vietnamissa sijaitsevalle Bouncing Betty-kaivokselle ja menetti oikean kätensä. Mutta nyt hänellä on LUKE-proteesivarsi. (Allison Keyes)

Tämäntyyppinen innovaatio on ollut hienoa ihmisille, kuten Fred Downs, entinen Yhdysvaltain armeijan luutnanttijoukon johtaja. Hänellä on ollut proteesilaite, joka päättyi koukkuun vuodesta 1968, kun hän astui Vietnamin Bouncing Betty -kaivokselle taistelupartion kohdalla ja menetti oikean kätensä. Mutta nyt hänellä on LUKE-proteesivarsi.

LUKE tarkoittaa elämää alle kineettisen evoluution, mutta se viittaa myös proteesivarrelle, jonka fiktiivinen Luke Skywalker päätyi kärsimään vastatessaan Darth Vaderin kanssa Tähtien sota -jaksossa 5: Imperiumi iskee takaisin. Modulaarinen käsi on ruskea ja hopea, näyttää ystävälliseltä ja Downs voi liikuttaa sitä jalkoillaan.

Joten jos avaan varpaani ylös, pito (kädessä) aukeaa. Sitten siirrän varpaitasi alas kantapääni ylöspäin, se sulkeutuu ylös, alas juuri niin ”, Downs osoittaa. ”Nyt kun käännän oikealle, käsi kääntyy oikealle. Kun se pyörii vasemmalle, käsi pyörii vasemmalle. . . . Käytän jalkaa vaihtaaksesi pitoa. ”

Downsilla on ollut LUKE-käsivarsi melkein vuoden ajan, ja se tallentaa kaikki tiedot jokaisesta liikkeestä, jotta insinöörit voivat katsoa tapahtuvaa ja tehdä siitä entistä tehokkaamman. LUKE-ohjelmaa rahoittaa Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), ja se käyttää tekniikkaa, jonka on luonut DEKA Integrated Solutions Corp. Downs. Aikaisemmin Yhdysvaltojen veteraanien osaston proteesien ja sensoristen apuvälineiden kansallinen johtaja, sanoo, että tämä tekniikka auttaa kasvava määrä amputetuista, jotka selviävät vammoistaan.

“Pidän kyvystä tarttua vasemmalla kädelläni. Nyt voin käyttää molempia käteni yhdessä työskenteleessäni työpajassa tai keittiössä. Se on ollut erittäin mukavaa saada näiden kaikkien vuosien menetyksen jälkeen ”, Downs sanoo.

Johnny Matheny pukeutuu Johns Hopkins Applied Physics Laboratoryn ja DARPA: n modulaarisesta proteesista. (Allison Keyes) Matheny sanoo, että liukas näköinen hopea ja musta raaja vasemmalla puolellaan ovat ”loistava” käsivarsi. (Allison Keyes)

Seisoessaan suoraan Downin vieressä, miehellä oli sellainen, jota voitaisiin kuvata proteesivarren moottoripyöräversiona. Johns Hopkins Applied Physics Laboratoryn ja DARPA: n modulaariset proteesit (MPL) näyttävät siltä kuin Terminator- elokuvien ikoninen käsivarsi. Johnny Matheny, pitkä, kalju mies, joka urheilee liukas näköistä hopeaa ja mustaa raajaa vasemmalla puolellaan, sanoo, että se on “loistava” käsivarsi.

”Tämän voin kouluttaa tekemään kaiken normaaliin käsivarsisi, käsiisi. LUKE-varressa on joko neljä tai kuusi esiasetusta. . . . Hän työskentelee sen kanssa jaloillaan. Työskentelen kaivokseni mieleni kanssa, ”selittää Matheny, joka menetti kätensä syöpään vuonna 2008.” Hän käyttää perinteisesti pistoketta ja hihnoja. Käytän kaivosta osseointegraatiolla, joka on titaani implantoituna suoraan luuni luuytimeen. . . .Tämä käsireagoi jäännöskannossa olevien lihaksen kanssa. Minulla oli leikkaus, jota kutsuttiin kohdennetuksi lihasten uudelleen parantamiseksi. He ottavat hermopäätteet, jotka normaalisti olisivat menneet (käsivarteni) alaosaan, ja istuttaisivat ne kanteeni, ja nyt mielestäni signaalien ajatukset kannalle. "

Mathenen kantaa ympäröivät bändit poimivat sitten tiedot hänen ajatuksistaan ​​ja lähettävät ne käsivarteen Bluetoothin kautta. Hänen mukaansa ensi vuoteen mennessä hän toivoo, että aistin leikkaus antaa hänelle mahdollisuuden tuntea proteesivarrensa melkein yhtä hyvin kuin luonnollisen käsivarrensa kanssa. Kun koskettaa MPL: n sormenpäätä, se tuntuu sileältä, mutta höyhenäisellä tärinällä, joka tuntuu, kun ihmisen sormenpäät painetaan yhteen.

”Kun ajattelet, ajattelet samalla tavalla kuin luonnollinen käsi. Mielestäni "sulje käsi ja avaa käsi, taivuta ja suorista kyynärpää" on heti lepakan kohdalta. Ja sitten kun kohdennettu lihasten uusinta kasvoi, niin muut asiat alkavat kasvaa sellaisilla asioilla kuin nipistyspiste ja erilaiset otteet ja kaikki tämä. Viimeinen asia, joka kasvaa, on henkilökohtainen sormenliike, joka kestää yleensä noin puolitoista vuotta. ”

NuGlove Anthrotronixin NuGlove näyttää tavalliselta työhansikkaalta lukuun ottamatta lankoja, jotka ulottuvat ranteista sormiin. Se voi hallita robotteja. (Allison Keyes)

Samassa kerroksessa Brandon Russell esitteli Anthrotronixin NuGlovea. Se näyttää tavanomaiselta työhansikkaalta, paitsi johdot, jotka ulottuvat ranteista sormiin. Se on eleiden tunnistushansikka, jossa inertiaaliset anturit ovat jokaisella sormella ja käden takana, ja Russell seisoi tietokoneen näytön edessä tekemällä amerikkalaista viittomakieltä, kun hänen muodostamansa kirjaimet korostettiin näytöllä edessä. häntä. Mutta se voi tehdä paljon enemmän kuin käyttää tietokonetta. Se voi hallita robotteja.

”Olemme integroituneet IED-hävitysrobotteihin. Voimme liikkua siirtyäksesi ajotilaan, ja se vie kameran eteen ja voit sitten ajaa ympäriinsä kutsumme suhteellista ohjausta. . . . Olemme integroituneet myös simulaatioihin. Voit käyttää sitä pelimoottoreissa, kuten virtuaalitodellisuudessa ”, Russell sanoo.

NuGlovea käytetään myös joukkojen kouluttamiseen venttiilien kääntämiseen ja Yhdysvaltain merivoimien käyttämien rantataistelualusten löytämiseen.

Pysty TakeOff DARPA: n vertikaalinen TakeOff- ja laskeutuva kokeellinen ilma-alus (yllä: todellisen lentokoneen 20 prosentin mittainen malli) yhdistää kiinteän siiven ilma-aluksen parhaan tekniikan helikopterin leijuvaan kykyyn. (Allison Keyes)

Muita suosittuja näytöksiä olivat Aurora Flight Systemsin suunnittelema DARPA: n vertikaalinen TakeOff- ja laskeutuva kokeellinen ilma-alus. Joukko ihmisiä seisoi ammotessaan näytöllä, joka oli 20 prosenttia varsinaisen lentokoneen mittakaavasta, joka painaa jopa 12 000 puntaa ja kulkee jopa 300 solmua. Siinä yhdistyvät paras kiinteän siiven lentoteknologia helikopterin leijuvaan kykyyn. Mutta sitä voidaan käyttää myös samalla tavalla kuin lentokoneita, joita aiemmin nähtiin Jetsoneissa.

”Olet kuullut paljon sellaisista lentotakseista, sellaisista lentävistä autoista, tyypeistä, joita Uberin kaltaiset yritykset haluavat tehdä nk. Nimeltä sähköinen VTOL (vertikaalinen nousu- ja laskuajoneuvo). No, täällä tänään istuva lentokone on lähinnä näiden sähköisten VTOL-lentokoneiden prototyyppille ”, selittää Aurora Flight Sciencesin toimitusjohtaja John Langford. ”Tämä on akkukäyttöinen, pystysuora nousua ja laskua, se voi kuljettaa sinut kaupungin ympäri. . . . Tämä lentokone täällä, se on juuri sitä, mistä ihmiset puhuvat näille sähköisille VTOL-laitteille, mihin se voisi kuljettaa kaksi tai kolme ihmistä ja sinä pääset täältä Dullesin lentokentälle viiden minuutin sisällä. "

Yhdysvaltain armeijan esikuntapäällikkö Mark Milley puhui tekniikan tärkeydestä sekä aidan siviili- että sotilaspuolella. Hän huomautti iPhonesta, joka sisältää tekniikan, jonka hallitus oli alun perin keksinyt ennen syntetisointia nykypäivän tuttuun laitteeseen. Milley sanoo, että siviili-keksintöjen ja armeijan välillä on synergia ja päinvastoin, ja hän odottaa innolla mitä seuraavaksi tapahtuu.

”Ne etenevät erittäin nopeasti kaupallisessa maailmassa. Näemme siellä käyttämättömiä ajoneuvoja ja robotteja. Mielestäni siihen on valtavia sotilaallisia vaikutuksia ”, Milley sanoo. ”Tekoäly on erittäin tehokas tekniikka, joka etenee nopeasti kaupallisessa maailmassa. Se ei selvästikään ole vielä valmis laajaan käyttöön. Uskon kuitenkin, että tulevaisuudessa se tulee olemaan ja tulee olemaan erittäin voimakas. "

Milley varoittaa kuitenkin, että vaikka tekniikan kehitys on erittäin jännittävää, siihen liittyy todennäköisesti myös ahdistusta. Avain, hän sanoo, on oppia hallitsemaan niitä asianmukaisesti ja tavalla, joka ei ole tuhoisa, mutta rakentava.

Sotilaallisen proteesin seuraava sukupolvi on uutta