Chân giả "thông minh" cho người khuyết tật

Herr đã nói với Ewing rằng hiện đang có một thủ tục mới mà không những phẫu thuật cắt cụt chi thành công mà cái chi giả còn có thể được kiểm soát bằng não bộ của người sử dụng.

Jim Ewing, một kỹ sư 55 tuổi đến từ New Hampshire đã gặp một tai nạn chấn thương do leo núi vào cuối năm 2014. Trong khi phần lớn các xương gãy của Ewing đã tự chữa lành theo thời gian thì xương sên trong mắt cá chân trái của ông đã khiến bệnh nhân chịu cảnh tàn phá không thương tiếc.

Hồi tưởng lại quá khứ, Ewing kể: "Tôi bắt đầu nghĩ rằng có nhẽ cắt cụt chân là tốt nhất để tránh tổn thương sâu thêm cho chân tôi".

Trong cơn tuyệt vọng khi nghĩ đến phẫu thuật cắt chi, Ewing đã gọi cho người bạn cùng phòng Hugh Herr. Herr cũng từng trải qua ca phẫu thuật cắt cụt 2 chi và là người đứng đầu nhóm công nghệ sinh học tại Phòng thí nghiệm truyền thông của Viện công nghệ Massachusetts (MIT), ông cũng là lá cờ đầu thế giới trong nghiên cứu chi giả.

Herr đã nói với Ewing rằng hiện đang có một thủ tục mới mà không những phẫu thuật cắt cụt chi thành công mà cái chi giả còn có thể được kiểm soát bằng não bộ của người sử dụng.

Hệ thống liên kết hoạt động người máy – cơ thể

Hệ thống mới đó là "sản phẩm tim óc" của Tyler Clites, 28 tuổi, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, công tác tại Đại học Michigan, người từng giành chiến thắng trong Giải sinh viên Lemelson-MIT uy tín hồi năm 2018. 

Mục tiêu của Tyler Clites xem ra rất táo bạo: anh muốn xây dựng nên các cơ phận giả và sáng tạo ra một giao diện thần kinh giữa người máy và con người để cả 2 cùng làm việc ăn khớp với nhau. Để đạt được điều này cần phải có một cách tiếp cận mới đối với phẫu thuật cắt cụt, dạng thức đầu tiên của "mục tiêu tuyên truyền": một từ dùng để nói sự cảm nhận của cơ thể con người để hiểu chúng ta đang ở đâu trong vũ trụ.

Mô phỏng chân nhân tạo đang hoàn thiện của Tiến sĩ Tyler Clites, Đại học Michigan (Hoa Kỳ).
Mô phỏng chân nhân tạo đang hoàn thiện của Tiến sĩ Tyler Clites, Đại học Michigan (Hoa Kỳ).

Tyler Clites đã nghĩ ra một chiến lược 2 hướng: 1- Bảo tồn mối quan hệ các cơ bắp thông qua các mô sinh học và đóng vai trò hoạt động như những cái ròng rọc để khi các mô tương tác thì chúng sẽ liên kết lại với nhau; 2 - Ứng dụng một hệ thống người máy nhằm đo hoạt động điện trong các cơ được nhắm mục tiêu, đồng thời sử dụng dữ liệu để diễn giải ý định của người đeo chi giả.

Giả sử mọi thứ diễn ra theo đúng kế hoạch, lấy ví dụ như khi ai đó có chân cần phải cắt đi, hãy cố gắng đeo thiết bị chi giả vào chân, hệ thống điều khiển sẽ tiếp nhận các hoạt động điện từ cơ của bệnh nhân và truyền trực tiếp đến ngón chân theo một hướng dự định và không kém phần quan trọng, với một lực cực kỳ chính xác. 

Về bản chất, người đeo chi giả sẽ kiểm soát làm thế nào mà thiết bị có thể chuyển động theo ý nghĩ, và giao diện thần kinh sẽ cho phép người sử dụng cảm giác chi giả đang di chuyển như thể nó là một phần cái chân sinh học bình thường. Khi Jim When Ewing nghe nói đến thiết bị kỳ thú, ông đã vô cùng kinh ngạc. 

Trước đó trong đầu Ewing luôn mặc định chỉ có cắt bỏ chi mới giảm cảm giác thống khổ. Ewing nhớ lại: "Tôi đã tiên lượng tình huống xấu nhất về việc cắt bỏ chi nếu một khi giao diện thần kinh không hoạt động như dự đoán".

Vào tháng 7 năm 2016, ca phẫu thuật đã được thực hiện dưới bàn tay của bác sĩ Matthew Carty, cố vấn và cộng tác viên của Tyler Clites tại Bệnh viện Brigham và Phụ nữ ở Boston (Massachusetts). Một tháng sau phẫu thuật, Ewing đã có thể leo núi bình thường. 

Kể từ đó, hơn 13 bệnh nhân đã phẫu thuật chi thành công, đây được xem là một tiến độ nhanh đáng chú ý cho một thủ tục thí nghiệm hoàn toàn mới và đang được xem xét kỹ lưỡng trong giai đoạn xác nhận sớm. Vì phẫu thuật không liên quan đến các thiết bị cấy ghép, thế nên cũng không cần sự phê chuẩn của Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), mặc dù thủ tục đã vượt qua một hội đồng đánh giá thể chế rất nghiêm khắc. 

Rằng hiện tại chỉ mới có bác sĩ Matthew Carty là đang tiến hành phẫu thuật theo hướng mới, nhưng dự kiến cuộc thử nghiệm lâm sàng hiện tại sẽ mang lại khoảng 20 bệnh nhân vào thời điểm năm 2021 và cung cấp đủ dữ liệu nhằm thúc đẩy áp dụng lâm sàng ở quy mô rộng mở hơn.

Bác sĩ Paulinder Rai, giám đốc y khoa tại Trung tâm điều trị và điều dưỡng phục hồi Lynbrook (New York) và cũng là bác sĩ chăm sóc vết thương tại Trung tâm y khoa Mercy về y tế điều trị và chữa lành vết thương (Rockville Centre, New York) phát biểu rằng: "Thành công của bác sĩ Tyler Clites đã giải quyết vấn đề lớn nhất, hóc búa nhất trong thế giới chi giả". 

Bác sĩ Paulinder Rai cũng bày tỏ lo lắng rằng liệu thủ tục mới có hiệu quả khi áp dụng với các phần chi cắt cụt cao hơn không, nơi có sự phối hợp phức tạp đáng kể hơn đối với chuyển động cơ bắp khi chơi đùa.

Bác sĩ Tyler Clites đồng ý rằng các phần chi trên là một thách thức mới, nhưng ông cũng đang hướng về nó. Clites giải thích: "Cánh tay thường yếu hơn chân, nhưng chúng lại đặc biệt khéo léo, vì vậy phẫu thuật chi trên đòi hỏi rất phức tạp do chúng ta cần phải xem nó hoạt động như thế nào".

Sáng kiến y học đột phá

Tham vọng của Tyler Clites luôn lớn và anh không cho rằng mình không thể bỏ cuộc với những sự cố tai nạn bất ngờ. Lớn lên ở Dunbarton (New Hampshire), mẹ anh là một cô giáo tiểu học, còn cha có một doanh nghiệp phong cảnh, Clites tỏ ra yêu thích khoa học. 

Clites kể: "Tôi đã thấm thía khi nhìn thấy tác động của những giới hạn về di động và chuyển động trong đời sống của con người, đặc biệt là ở khu vực thiếu sự quan tâm". 

Tyler Clites đã tâm sự với một đồng nghiệp về nghiên cứu chi giả trước khi anh rời Brazil, và chuyến đi ấy cũng đóng "bê tông" các mục tiêu của anh: Trở lại Hoa Kỳ, Clites đã tham gia vào phòng thí nghiệm của Hugh Herr và cuối cùng lấy bằng Tiến sĩ về kỹ thuật y sinh thông qua một chương trình hợp tác giữa MIT và trường y Harvard.

Khi nghiên cứu kéo Tyler Clites sâu hơn về ngành sinh học Tân Thời Đại, Clites bắt đầu lập luận rằng xã hội cần phải vật lộn với những câu hỏi lớn hơn về cơ thể người sẽ ra sao trong tương lai gần - chỉ ra rằng người ta cảm thấy thoải mái với ý tưởng phục hồi chức năng khi đề cập đến tay chân, nhưng không phải là tăng cường. Chuyện gì sẽ xảy ra nếu chúng ta chạy nhanh hơn bằng thủ tục mới, nó có ổn không? Có hay không những người thật khỏe mạnh (và giàu có) mới được lựa chọn cho giao diện thần kinh? 

TS Clites quả quyết: "Các mối bận tâm chính sẽ là quyền truy cập và khả năng phân tầng hơn nữa cho những sự phân chia kinh tế xã hội, nhưng khi thị trường tăng quy mô của loại công nghệ mới này thì khi đó giá thành sẽ giảm". 

TS Clites cũng nhấn mạnh rằng: "Những nỗ lực thiết kế của chúng tôi là chế tạo ra những người máy hoàn hảo. Con người sẽ đi kèm song song với máy để khiến cả 2 tương tác dễ dàng và hiệu quả hơn, nói cách khác đó là một dạng người cơ khí hóa ưu việt hơn. Liệu con người như thế có khôn ngoan hơn không? Chắc chắn là có. Nhưng cũng cần thêm thời gian để đi.

Thanh Hải (tổng hợp)

Các tin khác

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.

Khi AI bước vào chiến trường

Khi AI bước vào chiến trường

Quân đội Mỹ đang phát triển các mô hình AI được huấn luyện dựa trên dữ liệu từ nhiệm vụ thực tế, với mục tiêu triển khai một chatbot AI (trí tuệ nhân tạo) dành riêng cho binh sĩ, cho thấy tham vọng đẩy nhanh ứng dụng AI trong quân sự.

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Ngày 23/3/2025, công ty xét nghiệm gen 23andMe nộp đơn xin bảo hộ phá sản theo Chương 11 tại Tòa Phá sản Mỹ khu vực Đông Missouri. Trong vòng 24 giờ, lượng truy cập vào trang web của công ty tăng 526%. Không phải vì khách hàng muốn đọc thông báo phá sản, mà vì hàng triệu người đổ xô vào trang hỗ trợ với một mục đích duy nhất: xóa dữ liệu ADN của mình trước khi chúng bị chuyển giao trong một thương vụ phá sản. Nhưng câu hỏi mà không ai trong số họ có thể trả lời được là: liệu xóa có còn kịp không?

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Suốt 41 năm, giới khoa học và công chúng đã đặt niềm tin vào một “sự thật” mang tên “Người Piltdown”. Vụ lừa đảo kinh điển này không chỉ phơi bày sự xảo quyệt của một cá nhân, mà còn là lời cảnh báo sâu sắc về những điểm mù của tri thức khi bị dẫn dắt bởi thiên kiến xác nhận và lòng tự tôn dân tộc thái quá.

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Lực lượng Nga tại các khu vực tạm chiếm thuộc vùng Donetsk tuyên bố rằng, lực lượng Ukraine đã sử dụng máy bay không người lái (UAV) trang bị bom graphite (than chì) trong các cuộc tấn công ban đêm. Điều này làm dấy lên nhiều câu hỏi về loại vũ khí này, lý do tại sao chúng có thể hiệu quả, và loại máy bay không người lái nào của Ukraine có khả năng mang loại vũ khí này?

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Sau nhiều thập kỷ tự ràng buộc bởi các chính sách hạn chế nghiêm ngặt, Nhật Bản đã chính thức dỡ bỏ rào cản xuất khẩu vũ khí sát thương. Bước ngoặt này mở ra vận hội mới cho ngành công nghiệp quốc phòng Nhật Bản và đưa các sản phẩm "Made in Japan" vào thị trường vũ khí toàn cầu - một thị trường mà Tokyo chưa từng thực sự đặt chân vào kể từ sau Thế chiến II.

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.