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

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.