Ο Shane King, πτυχιούχος στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt στις ΗΠΑ, σκοντάφτει σε έναν διάδρομο γυμναστικής. Ξανά και ξανά. Έχει τα μάτια του καλυμμένα και δεν βλέπει πού πατάει. Ακούει δυνατά μουσική μέσα στην κάσκα του, και δεν μπορεί να ακούσει τους ήχους γύρω του. Ξέρει πως θα σκοντάψει, αλλά δεν ξέρει πότε, δεν μπορεί να δει το εμπόδιο, δεν μπορεί να το ακούσει να πέφτει. Δεν μπορεί να αποφύγει το εμπόδιο με κανέναν τρόπο.
Αν ακούγεται σαν σκηνή από εφιάλτη, δεν είναι. Στην πραγματικότητα, ο King, δεμένος με έναν ιμάντα ασφαλείας για να μην χτυπήσει αν πέσει, συμμετέχει εθελοντικά σε ένα πείραμα που έχει σκοπό να βελτιώσει τις λειτουργικότητες των προσθετικών ποδιών.
Τα προσθετικά πόδια “δεν ξέρουν” να σκοντάφτουν
Τα προσθετικά πόδια έχουν βελτιωθεί ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια, προσομοιάζοντας όλο και περισσότερο την φυσική κίνηση και στάση ενός βιολογικού ποδιού. Χάρη σε μικροεπεξεργαστές, λογισμικό υψηλής τεχνολογίας, και υγρά απορρόφησης των κραδασμών του βαδίσματος, όλες οι μεγάλες εταιρείες παραγωγής προσθετικών προσφέρουν πλέον βιονικά τεχνητά μέλη που προσομοιάζουν στην λειτουργία τους τα βιολογικά.
Όμως ο δρόμος είναι μακρύς ακόμη, καθώς δεν είναι εύκολο να ενσωματώσει κανείς σε ένα τεχνητό πόδι όλες τις δυνατότητες ενός βιολογικού ποδιού. Για παράδειγμα, τα προσθετικά πόδια ακόμη είναι ανίκανα να σκοντάψουν επιτυχώς. Τα άτομα με ακρωτηριασμό πάνω από το γόνατο έχουν 200% αυξημένη πιθανότητα να υποστούν κάποια πτώση σε σχέση με άτομα ίδιας ηλικίας χωρίς ακρωτηριασμό. Αυτό σημαίνει υψηλότερες πιθανότητες τραυματισμού από πτώση.
Ο King και οι συνάδελφοί του σχεδίασαν ένα σύστημα που θα τους επιτρέψει να μελετήσουν τις αντιδράσεις του σώματος όταν σκοντάφτουμε και πέφτουμε. Θέλουν να μελετήσουν με ποιον τρόπο αντιδρούν οι αρτιμελείς όταν σκοντάφτουν και με ποιον τρόπο διατηρούν την ισορροπία τους για να μην πέσουν. Τον περασμένο Ιούνιο δημοσίευσαν ένα άρθρο για την εργασία τους στο Journal of Neuro Engineering and Rehabilitation.
Πώς σκοντάφτουν οι αρτιμελείς;
Για να στήσουν το πείραμά τους, έκαναν πολλές δοκιμές. Διαπίστωσαν ότι είναι πολύ δύσκολο να κάνεις έναν αρτιμελή να σκοντάψει. Στα πρώτα τους πειράματα, έριχναν ένα εμπόδιο πάνω στον διάδρομο, χωρίς να καταφέρνουν να κάνουν τους εθελοντές να σκοντάψουν. Έκλεισαν τα μάτια στους εθελοντές ώστε να μην βλέπουν το εμπόδιο: και πάλι αυτοί απλώς το προσπερνούσαν, προειδοποιημένοι από την απλή δόνηση που παρήγαγε το βάρος όταν έπεφτε στον διάδρομο.
Οι ερευνητές σχεδίασαν τότε έναν διάδρομο στον οποίο οι δονήσεις του εμποδίου απορροφώνται πλήρως για να μην γίνονται αισθητές. Οι εθελοντές φορούν ακουστικά για να μην ακούνε τι συμβαίνει γύρω τους, έχουν τα μάτια τους καλυμμένα και είναι δεμένοι με μια ζώνη ασφάλειας. Δεκάδες αισθητήρες καταγράφουν τις κινήσεις τους καθώς σκοντάφτουν. Και προκειμένου να μην έχουν την προσοχή τους εστιασμένη στο να προβλέπουν το εμπόδιο, πρέπει να μετρούν ανάποδα ανά 7, ξεκινώντας από έναν πολύ μεγάλο αριθμό. «Αυτή την αντίστροφη μέτρηση δεν την χωνεύει κανένας εθελοντής», ομολογεί ο King, «αλλά τους κρατά απασχολημένους για να μην σκέφτονται το εμπόδιο».
Αρχικά, οι ερευνητές δοκίμασαν το σύστημα οι ίδιοι για εκατοντάδες φορές. Ένας από τους συμμετέχοντες διηγείται πως σκόνταψε 70 φορές σε μια μέρα. «Σιγά-σιγά το άγχος που νιώθεις στην αρχή του πειράματος χάνεται, οπότε δεν ανησυχείς παρόλο που ξέρεις πως θα σκοντάψεις. Το πιο αστείο πάντως είναι να παρακολουθείς μετά τα βίντεο του εαυτού σου που σκοντάφτει», λέει.
Ο King, που είναι ο ίδιος αρτιμελής, δοκίμασε επίσης μια συσκευή σχεδιασμένη ώστε να του δώσει την αίσθηση που έχει κάποιος που χρησιμοποιεί προσθετικό πόδι. «Ήμουν τόσο αγχωμένος την πρώτη φορά που έπεσα με το ομοίωμα προσθετικού ποδιού, που νομίζω πως ο σφυγμός μου έφτασε τους 180 παλμούς το λεπτό. Ένιωθα σαν να μην ήξερα πώς να πέσω, σαν να μην το είχα μάθει ποτέ».
Η επόμενη φάση της έρευνας
Στην επόμενη φάση της έρευνας, η ομάδα σκοπεύει να χρησιμοποιήσει ότι έχει μάθει για να προγραμματίσει ένα τεχνητό κάτω άκρο που ελέγχεται μέσω υπολογιστή. Στη συνέχεια θα συγκρίνουν το πόδι αυτό με υφιστάμενες προσθετικές συσκευές. Για το λόγο αυτό θα χρειαστούν εθελοντές με ακρωτηριασμό, που θα δεχτούν να σκοντάφτουν στον πειραματικό τους διάδρομο. «Θέλουμε όλα να είναι έτοιμα και να λειτουργούν όσο το δυνατό καλύτερα πριν αρχίσουμε να δουλεύουμε με εθελοντές. Θέλουμε να βεβαιωθούμε πως δεν θα σπαταλήσουμε τον χρόνο και την προσπάθειά τους», λέει ο King.
Εθελοντής, κανείς;
ΠΗΓΗ: https://www.wgbh.org
