Разработка и анализ функционального протеза руки с нейрофизиологической системой управления

МАГИСТЕРСКАЯ РАБОТА
Автор работы: О.О. Ковалев
Научный руководитель: д.ф-м.н., зав. каф. ТМ А.М. Кривцов

Введение

Изумительный прогресс человечества, наблюдаемый в наши дни, является результатом его положительного эволюционного развития. Одним из наиболее важных органов, претерпевших эволюционный прогресс является верхняя конечность. Верхняя конечность подверглась наиболее специфическому развитию и достигла самой совершенной функции и анатомической структуры. Такое развитие в значительной степени повлияло на становление современной культуры как материальной и технической, так и духовной.

Огромная доля движений, выполняемых человеком повседневно, приходится именно на верхнюю конечность, в частности на кисть и на пальцы. Домашний быт, самообслуживание, все это не мыслимо без ее участия. Рука играет основную роль в многообразных бытовых процессах. Развитие современного общества привело к повсеместному использованию цифровой техники, управление которой требует только лишь движений пальцев, и немыслимо без участия рук. Научно-техническая революция и почти полная механизация на производствах, привели к тому, что тяжелый ручной труд свелся к движениям, также выполняемым только лишь движениями пальцев руки.

На ряду с невероятно сложной моторикой, кисть обладает познавательными свойствами, она является познавательным органом человека. Благодаря осязанию пальцами мы получаем наиболее точную информацию о форме, объеме, поверхности, консистенции, температуре используемых нами предметов. При помощи руки, как и с участием зрения и слуха, формируется у нас представление о внешнем мире и, как справедливо отмечает А. Я. Каплан, она, действительно, представляет собой продолжение нашего мозга в окружающей среде.

Рука напрямую связана с личностью человека и в определенной мере характеризует ее своими движениями. Руки участвуют в выражении наших чувств и порывов, мы пользуемся руками творя стихи, поэмы, набирая на компьютере научные статьи, играя на музыкальных инструментах. В руке лежит кисть для сотворения величайших произведений искусств, и многие шедевры Микеланджело, Репина, Родена и других мастеров искусства заслуженно пользуются всемирной известностью. Рука переносит наш внутренний мир на холсты и выражает его в музыке.

Кисть способна выполнять все эти сложные и многообразные действия благодаря редким качествам, которыми она обладает, а именно высокой чувствительностью, богатой двигательной возможностью со значительной силой захвата и завидной координацией, а также и тонкостью движений, осуществляемых на базе совершенной кибернетической регуляции.