V posledním desetiletí prošly protézy překotným technologickým vývojem – ať už jde o jejich interakci s těly uživatelů, či zdokonalený vzhled. Ještě na konci první dekády nového století slýchávali jejich nositelé od výrobců mnohá varování před tím, co všechno s nimi nesmí dělat. S protézami bylo zapotřebí zacházet opatrně, nenamáčet je, udržovat je v co největší čistotě a podobně. Jinými slovy, plnily tak spíše estetický účel, než aby byly funkční náhradou ztracené končetiny. Odteď by tomu ale mohlo být docela jinak.
Americká firma Psyonic totiž světu představila svoji Ability Hand, která si klade za cíl většinu výše popsaných neduhů odstranit. „Protézy se lámaly několik měsíců poté, co je lidé začali používat. Nebylo to proto, že by s nimi uživatelé dělali něco bláznivého, ale například kvůli tomu, že náhodou udeřili rukou o hranu stolu,“ cituje šéfa zmíněné společnosti Aadeela Akhtara web Popular Mechanics.
Protézy dostupné všem
K vytvoření unikátní protézy inspirovala Akhtara dávná vzpomínka z dětství, kdy se setkal s jedním ze svých příbuzných, jemuž amputovali horní končetinu. Tehdy si řekl, že by v budoucnu rád pomohl invalidům k lepšímu životu, a to bez ohledu na skutečnost, z jakých sociálních skupin pocházejí. Když tedy dokončil svá vysokoškolská studia, dal na University of Illinois Urbana-Champaign dohromady malý tým inženýrů a zdravotních odborníků, s nimiž před sedmi lety založil vlastní firmu zaměřující se na vývoj trvanlivé protézy za rozumnou cenu.
Zatímco dřívější a ne zcela vyhovující náhrady horních končetin stály i 100 tisíc dolarů a nemusely být kryty zdravotním pojištěním, jeho nový výrobek vyjde na pouhých deset až dvacet tisíc (k tomu je potřeba připočíst dodatečné náklady na testování a připevnění protézy), přičemž pojišťovny jej pacientovi uhradí de facto v plné výši. Ability Hand byla po několikaletém vývoji veřejnosti představena loni v září a nyní je nově uváděna na trh jako první bionická ruka na světě citlivá na dotek.
Lehká, pevná a prošpikovaná elektronikou
Psyonic není zdaleka jedinou společností, která se v tomto oboru soustředí na inovace. K jejím konkurentům patří například firmy Atom Limbs, Unlimited Tomorrow a Open Bionics. Přesto se mezi jejich protézami a Ability Hand najde celá řada zjevných odlišností. „Museli jsme přemýšlet o tom, jak stále využívat 3D tisk a nízkonákladovou výrobu, ale zároveň docílit robustnosti, síly a vysoké odolnosti našeho produktu,“ říká Akhtar. Popisuje, že se společně s kolegy naučil pomocí 3D tiskáren vyrábět speciální prstové formy, které následně plní vyhovujícími materiály typu křemíku a gumy namísto tradičnějších vstřikovaných plastů a oceli.
Aby byla protéza co možná nejlehčí, je její dlaň po vytisknutí překryta uhlíkovými vlákny. I díky tomu Ability Hand váží zhruba jen půl kila, což dokonale odpovídá hmotnosti průměrné ruky dospělého člověka. Ta obvykle činí 510 až 520 gramů.
Umělá paže se nabíjí pomocí konektoru USB-C, přičemž plnou kapacitu svých baterií je schopna obnovit za pouhou hodinu. Ta jí pak postačí na celý jeden den. Protézu lze navíc připojit k mobilním aplikacím Psyonicu, díky čemuž tak odborníci mohou doladit její funkčnost dle preferencí uživatele. Funguje to ale i naopak – appka umožní umělé končetině bezdrátově stahovat všechny potřebné aktualizace jejího softwaru.
Pro ženy, muže i pákové šampiony
Umělá paže se vyrábí ve dvou provedeních, totiž velikostech – ženské a pánské. S těmito parametry by mohla nejenom splnit, ale dokonce i předčit představy uživatelů o tom, co vše by měla taková protetická končetina zvládnout.
Některé funkce umělé ruky byly přitom navrženy cíleně za účelem sportu i zábavy. Protéza tak například hravě zvládá oblíbenou páku, o čemž se v rámci uskutečněného experimentu mohl přesvědčit i americký národní šampion v paratriatlonu Dan St. Pierre. V rámci přípravy na toto zajímavé střetnutí strávil tým vývojářů týdny testováním a zdokonalováním síly zápěstí Ability Hand a toho, jak reaguje na kinetické síly pocházející z ruky soupeře. Netřeba dodávat, že následné měření sil vyhrál St. Pierre vybavený protézou od Psyonicu nad Akhtarem za několik málo vteřin.
Z dokonalé technologie mohou těžit i roboti
Při vývoji umělých lidských končetin se výzkumníci setkávají s celou řadou výzev. Jednou z těch největších je snaha o zajištění co nejlepší souhry mezi protézou a pahýlem. K tomu je podle Paula Marasca, vedoucího laboratoře pro bionickou integraci na Cleveland Clinic, potřeba navrhnout speciální ,komunikační‘ rozhraní.
V současnosti existují dva typy těchto rozhraní – mechatronické a neurální. První z nich je poháněno elektrickými signály ze svalové kontrakce, zatímco v druhém případě je vše řízeno myšlenkami uživatele. Ability Hand prozatím využívá technologie založené na mechatronice, její vývoj však nedávným uvedením na trh rozhodně nekončí.
Akhtar by se výhledově chtěl společně s ostatními odborníky zaměřit na rozvoj dalších technologií, jež by mimo jiné umožňovaly připojení stávajících šlach uživatele k protéze, aby byla integrace zcela bezproblémová. V budoucnu by pak navíc z jejich poznatků mohli těžit i robotičtí pomocníci, kteří se stejně jako uživatelé protéz učí používat své paže ,lidštějším‘ způsobem.
