Mắt cá chân giả cải thiện chuyển động

Theo một nghiên cứu mới của Đại học bang North Carolina (NC) và Đại học Bắc Carolina (UNC) ở Đồi Chapel (Mỹ), mắt cá chân giả bằng robot được điều khiển bởi xung thần kinh cho phép người mất chi di chuyển “tự nhiên” hơn, cải thiện sự ổn định của họ.

Helen Huang, tác giả nghiên cứu và Giáo sư xuất sắc Khoa Kỹ thuật Y sinh chung tại UNC, cho biết: “Công trình này tập trung vào ‘kiểm soát tư thế’, vốn phức tạp một cách đáng ngạc nhiên. Về cơ bản, khi chúng ta đứng yên, cơ thể liên tục điều chỉnh để giữ cho chúng ta đứng vững. Ví dụ, nếu ai đó va vào khi chúng ta đang xếp hàng, chân sẽ thực hiện một loạt các chuyển động mà chúng ta thậm chí không thể thực hiện được để giữ cho chúng ta đứng thẳng. Chúng tôi làm việc với những người bị cắt cụt chi dưới và họ nói với chúng tôi rằng việc đạt được sự ổn định này với họ là một thách thức đáng kể. Và nghiên cứu này chứng minh mắt cá chân giả bằng robot được điều khiển bằng tín hiệu điện cơ (EMG) đặc biệt tốt trong việc cho phép người dùng đạt được sự ổn định tự nhiên này”.

Mắt cá chân giả cải thiện chuyển động -0
Helen Huang, tác giả nghiên cứu và là Giáo sư xuất sắc tại Khoa Kỹ thuật Y sinh chung tại NC và UNC.

Tín hiệu EMG là tín hiệu điện được ghi lại từ cơ của một cá nhân. Một bài báo về nghiên cứu, “Điều khiển bộ phận giả thần kinh khôi phục cơ chế thần kinh gần như bình thường trong kiểm soát tư thế đứng”, được công bố trên tạp chí Science Robotics. Bài báo được đồng tác giả bởi Wentao Liu, tiến sĩ khoa Liên hợp Kỹ thuật Y sinh. Ví dụ về người tham gia phản ứng trước một sự xáo trộn dự kiến khi họ bị đẩy lùi. Khi sử dụng thiết bị hàng ngày, cá nhân cần một bước để phản ứng với sự xáo trộn, tuy nhiên, khi sử dụng bộ phận giả được điều khiển bằng thần kinh, họ có thể duy trì tư thế tĩnh. Nghiên cứu mới được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đó, chứng minh rằng khả năng điều khiển thần kinh của mắt cá chân giả được hỗ trợ có thể khôi phục một loạt khả năng - bao gồm đứng trên các bề mặt đầy thử thách và ngồi xổm.

Trong nghiên cứu, nhóm nhà khoa học làm việc với 5 người bị cắt cụt một chân dưới đầu gối. Những người tham gia được gắn một mắt cá chân giả bằng robot nguyên mẫu có khả năng phản ứng với tín hiệu EMG được thu bởi mạng cảm biến trên chân. Aaron Fleming, đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích: “Về cơ bản, mạng cảm biến được đặt trên các cơ tại vị trí cắt cụt chi. Khi một người tham gia nghiên cứu nghĩ đến việc di chuyển chi bị cắt cụt, điều này sẽ gửi tín hiệu điện qua phần cơ còn lại ở chi dưới. Mạng cảm biến thu tín hiệu qua da và chuyển những tín hiệu đó thành lệnh cho thiết bị giả”. Nhóm nhà nghiên cứu tiến hành đào tạo chung cho những người tham gia bằng cách sử dụng thiết bị nguyên mẫu để họ phần nào làm quen với công nghệ. Sau đó, những người tham gia nghiên cứu được giao nhiệm vụ ứng phó với một “sự xáo trộn dự kiến” - nghĩa là họ phải phản ứng với điều gì đó có thể khiến họ mất thăng bằng.

Mắt cá chân giả cải thiện chuyển động -0
Trình diễn mắt cá chân giả bằng robot.

Trong cuộc sống hàng ngày, điều này có thể giống như việc bạn bắt một quả bóng hoặc nhặt đồ tạp hóa. Tuy nhiên, để tái tạo chính xác các điều kiện trong suốt quá trình nghiên cứu, nhóm nhà nghiên cứu phát triển một hệ thống cơ học được thiết kế để thách thức sự ổn định của những người tham gia. Những người tham gia nghiên cứu được yêu cầu phản ứng với sự xáo trộn dự kiến trong hai điều kiện: sử dụng các thiết bị giả mà họ thường sử dụng; và sử dụng nguyên mẫu robot giả. Fleming nói: “Chúng tôi nhận thấy rằng những người tham gia nghiên cứu ổn định hơn đáng kể khi sử dụng nguyên mẫu robot. Họ ít có khả năng vấp ngã hoặc ngã”.

Huang bình luận: “Đặc biệt, nguyên mẫu robot cho phép những người tham gia thay đổi chiến lược kiểm soát tư thế của họ. Đối với những người có chi dưới còn nguyên vẹn, sự ổn định tư thế bắt đầu từ mắt cá chân. Đối với những người bị mất chi dưới, họ thường phải bù đắp cho việc thiếu kiểm soát mắt cá chân. Chúng tôi nhận thấy việc sử dụng mắt cá chân robot phản ứng với tín hiệu EMG cho phép người dùng quay lại phản ứng bản năng của họ để duy trì sự ổn định”.

Trong một phần riêng biệt của nghiên cứu, nhóm nhà khoa học yêu cầu những người tham gia lắc lư qua lại trong khi sử dụng bộ phận giả thông thường của họ và trong khi sử dụng bộ phận giả robot nguyên mẫu. Những người tham gia được trang bị mạng cảm biến được thiết kế để đo hoạt động của cơ trên toàn bộ phần dưới cơ thể.

Huang nói: “Chúng tôi nhận thấy mô hình hoạt động của cơ ở phần dưới cơ thể rất khác nhau khi mọi người sử dụng hai bộ phận giả khác nhau. Về cơ bản, các kiểu kích hoạt cơ khi sử dụng nguyên mẫu chân tay giả rất giống với các kiểu mà chúng tôi thấy ở những người sử dụng hoàn toàn hai chi dưới còn nguyên vẹn. Điều đó cho chúng ta biết rằng nguyên mẫu mà chúng tôi phát triển bắt chước hành vi của cơ thể đủ chặt chẽ để cho phép mọi người bình thường. Các mô hình thần kinh sẽ quay trở lại. Điều này rất quan trọng vì nó gợi ý rằng công nghệ này sẽ phần nào mang tính trực quan đối với người dùng. Đây là một phát hiện có ý nghĩa lâm sàng vì sự ổn định về tư thế là một vấn đề quan trọng đối với những người sử dụng thiết bị giả. Chúng tôi hiện đang tiến hành một thử nghiệm lớn hơn với nhiều người hơn để chứng minh tác dụng của công nghệ và xác định cá nhân nào có thể được hưởng lợi nhiều nhất”.

Duy Minh (Tổng hợp).

Các tin khác

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.

Một quyết định tháo gỡ

Một quyết định tháo gỡ

Chiều 5/12/2025, với 439/443 đại biểu biểu quyết tán thành, Quốc hội đã thông qua thông Luật Giám định tư pháp sửa đổi, sẽ có hiệu lực từ ngày 1/5/2026. Luật này đã khôi phục “quyền” giám định pháp y thương tích trên người sống của các bác sĩ pháp y CAND…

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Giữa thế kỷ XVI, tại một ngôi làng nhỏ miền Nam nước Pháp, một người đàn ông trở về sau nhiều năm mất tích và được cả cộng đồng thừa nhận là Martin Guerre. Ông được vợ chấp nhận, được gia đình đón nhận, thậm chí tham gia các tranh chấp tài sản như một chủ hộ thực sự. Chỉ có một sự thật mà không ai nhận ra trong nhiều năm: ông không phải Martin Guerre. Vụ án sau đó không chỉ là câu chuyện về một kẻ mạo danh, mà còn trở thành một trong những hồ sơ đầu tiên đặt nền móng cho tư duy pháp lý về danh tính con người - một vấn đề mà hơn 4 thế kỷ sau vẫn còn nguyên tính thời sự.

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Cuộc tấn công bằng máy bay không người lái của Iran mới đây nhắm vào trung tâm dữ liệu của các hãng công nghệ lớn tại Trung Đông bất ngờ gióng lên hồi chuông cảnh báo đối với thế giới: cơ sở hạ tầng dữ liệu đã chuyển từ tài sản thương mại thành mục tiêu chiến lược.

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Các cường quốc hàng đầu hiện đang bắt đầu hiểu được những thay đổi mang tính cách mạng do tiềm năng sử dụng rộng rãi các loại vũ khí chính xác tầm xa mang lại. Ở quy mô mà tên lửa chiến thuật có thể được sản xuất và triển khai hàng nghìn chiếc, tên lửa hành trình hàng chục nghìn chiếc và máy bay không người lái cảm tử tầm xa hàng triệu chiếc mỗi năm, tác động của chúng sẽ tương đương với vũ khí hạt nhân, ít nhất là ở cấp độ chiến thuật. Tất nhiên, giải pháp tối ưu sẽ luôn là sự kết hợp của cả hai, nhưng hoàn toàn có thể trong vòng 5 đến 10 năm tới, chính các loại vũ khí tầm xa, độ chính xác cao sẽ có khả năng giải quyết nhiệm vụ chính là đánh bại kẻ thù từ xa mà không cần sử dụng máy bay có người lái.

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Cuộc chiến với Iran đang trở thành nơi thử nghiệm cho các loại vũ khí mới nhất của Mỹ. Quân đội Hoa Kỳ đã sử dụng một số loại vũ khí mới để thực hiện các cuộc tấn công chống lại Tehran. Chúng bao gồm tên lửa đạn đạo tầm ngắn và máy bay không người lái (UAV) tấn công giá rẻ. Loại này được Mỹ cải biên từ công nghệ UAV của Iran. Các nhà quan sát cũng phát hiện ra một biến thể mới của tên lửa hành trình phóng từ tàu chiến.

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Bỗng một ngày nào đó, người ta bàng hoàng khi phát hiện hình ảnh của mình bị rao bán trên mạng với cảnh nhạy cảm, bị cắt ghép, chắp vá thành những món hàng “nóng” và bị trao đổi, mua bán như mớ rau, cân cá trên “chợ đen”. Đây là thực trạng đáng báo động, ảnh hưởng nghiêm trọng đến danh dự và nhân phẩm con người, gây ra nhiều hệ lụy xấu cho cộng đồng và xã hội...

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA của một người vô gia cư Mỹ được tìm thấy dưới móng tay một nạn nhân bị giết, nhưng anh chưa từng gặp người đó trong đời, và từ nghịch lý này, một sự thật lộ ra: thứ được coi là bằng chứng chắc chắn nhất lại có thể đẩy một người vô tội đến sát bờ vực bị kết án.

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Khi công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và các công cụ kỹ thuật số ngày càng được sử dụng nhiều trong hoạt động quân sự, chiến sự giữa Mỹ, Israel và Iran cho thấy cách thức tiến hành chiến tranh đang thay đổi nhanh chóng. Khi dữ liệu trở thành mục tiêu và AI trở thành công cụ ra quyết định, ranh giới giữa chiến tranh truyền thống và chiến tranh công nghệ cao gần như bị xóa nhòa.

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

Mới đây, một công ty công nghệ quốc phòng Trung Quốc tuyên bố hệ thống AI của họ đã phát hiện tín hiệu từ máy bay ném bom tàng hình B-2 của Mỹ và dấu hiệu huy động quân sự nhiều tuần trước khi cuộc xung đột với Iran leo thang.

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Việc Israel sử dụng tên lửa Blue Sparrow đã thu hút sự chú ý toàn cầu vì quỹ đạo bay bất thường, tốc độ cao và khả năng tấn công các vị trí được phòng thủ kiên cố mà không cần nhiều cảnh báo.

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Hơn 16 tỷ mật khẩu và thông tin đăng nhập bị phơi bày trên không gian mạng đã tạo ra cú sốc lớn đối với giới an ninh toàn cầu. Vượt ra ngoài con số kỷ lục, vụ rò rỉ đã phơi lộ một thực tế đáng lo ngại: các lỗ hổng an ninh đang âm thầm kết nối, và chuyển hóa thành mối đe dọa có tính hệ thống.

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Việc kiểm soát các tuyến cáp quang ngầm dưới biển, huyết mạch của mạng Internet toàn cầu, đã trở thành chiến tuyến mới trong cuộc chiến giành quyền lực kỹ thuật số. Trong các vùng biển tranh chấp, sức mạnh thường được coi là một màn trình diễn.

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

Một phụ nữ 21 tuổi ở Hàn Quốc vừa bị cáo buộc đã sử dụng phần mềm ChatGPT để giúp trả lời các câu hỏi khi cô ta lên kế hoạch cho một loạt vụ giết người khiến hai người đàn ông thiệt mạng và một người khác bất tỉnh trong giây lát.