Бионические пути апдейта человека

Июль 26, 2022

Главная
Медицина
Бионические пути апдейта человека

Содержание

2. Бионические Пути Апдейта Человека Питык Леонид Валерьевич Основатель проекта ExoMech
3. Состав лекции 1. Бионика. 2. Экзоскелеты. 3. Нейроинтерфейсы. 4. tDCS терапия. 5. Бионические протезы и импланты.
4. Бионика
5. Основные направления работ по бионике охватывают следующие проблемы: 1. Изучение нервной системы человека и животных, а
6. 2. Исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и
7. 3. Исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей. Экзоскелет
8. Экзоскелеты
9. Экзоскелеты
10. Применение экзоскелетов
11. Типы экзоскелетов
12. Медицинский экзоскелет
13. Медицинский экзоскелет
14. Вариант, предназначенный для промышленного применения, а также для использования в системе МЧС. Промышленные экзоскелеты уже применяются
15. Силовой экзоскелет
16. Тяжелый стальной каркас Ручное управление Пневматические приводы - пневмомускулы Полиэтиленовая (ПЭТ) обшивка Возможность подключения пневматического оборудования
17. Защитный экзоскелет
18. Одним из направлений разработки экзоскелетов является разнообразные системы для МЧС и подобных структур. К подобным моделям
19. Принципы работы экзоскелетов Сервоприводные экзоскелеты Сервопривод – привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно
20. Нейроинтерфейсы
21. До недавнего времени мечта о возможности контролировать окружающую среду «силой мысли» была в области научной фантастики.
22. Технология интерфейса «мозг—компьютер» или нейрокомпьютерных интерфейсов сможет позволить людям, неспособным говорить и/или использовать свои конечности, снова
23. Технологии таких интерфейсов настолько хорошо развились, что уже доступны для репликации почти каждому. Нейроинтерфейсы
24. tDCS терапия
25. tDCS терапия Механизм, лежащий в основе действия tDCS довольно прост. К голове прикладываются электроды, через которые
26. tDCS терапия
27. Варианты применения tDCS очень разнообразны, и, по сути, ограничиваются только знанием функций различных областей мозга. Вот
28. Применение tDCS терапии 3. Лечение депрессии tDCS успешно применяется и для лечения депрессии. Причем, электростимуляция эффективна
29. Бионические протезы и импланты
30. Биоэлектрические (бионические, миоэлектрические протезы) — это протезы с внешним источником энергии (по классификации Минтруда РФ). Управление
31. Бионический глаз — искусственная зрительная система для восстановления потерянного зрения при некоторых формах слепоты. В глаз
32. Бионические органы Искусственная печень В искусственной печени находятся несколько резервуаров. В одном кровь очищается от токсинов,
33. Бионические органы Искусственное лёгкое Команде инженеров из Питтсбургского университета под руководством профессора Уильяма Федершпиля (William Federspiel)
34. Бионические органы Искусственное сердце AbioCor —искусственное сердца, предназначавшийся для лечения тяжёлой сердечной недостаточности. Разработки прекращены в
35. Контролируемая эволюция Эволюция Естественная Биотехнологическая Бионическая
36. Естественная эволюция Естественный процесс Выживание наиболее приспособленной системы Нет отрицательных факторов – нет улучшений Единица эволюции
37. Биотехнологическая эволюция Искусственный биологический процесс Основа – генетическая инженерия, изменения биохимических процессов и иные биотехн. методы
38. Бионическая эволюция Искусственный технический процесс Направлена на продление жизни и улучшения ее качества Пределов и конечной
39. Контролируемая эволюция
41. Скачать презентацию

Слайд 2

Бионические Пути Апдейта Человека
Питык Леонид Валерьевич
Основатель проекта ExoMech

Слайд 3

Состав лекции
1. Бионика. 2. Экзоскелеты. 3. Нейроинтерфейсы. 4. tDCS терапия. 5. Бионические протезы и

импланты. 6. Контролируемая эволюция.

Слайд 4

Бионика

Слайд 5

Основные направления работ по бионике охватывают следующие проблемы:
1. Изучение нервной системы

человека и животных, а также моделирование нервных клеток (нейронов) и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика);

Трёхмерная модель нервной системы нематоды

Бионика

Нейроинтерфейс

Слайд 6

2. Исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с

целью разработки новых датчиков и систем обнаружения, изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;

Бионический глаз “Аргус”

Бионика

Слайд 7

3. Исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых

технических и научных идей.

Экзоскелет

Бионическая архитектура

Бионика

Протез

Слайд 8

Экзоскелеты

Слайд 9

Экзоскелеты

Слайд 10

Применение экзоскелетов

Слайд 11

Типы экзоскелетов

Слайд 12

Медицинский экзоскелет

Слайд 13

Медицинский экзоскелет

Слайд 14

Вариант, предназначенный для промышленного применения, а также для использования в системе

МЧС. Промышленные экзоскелеты уже применяются на автомобильных заводах BMW и на многих других в Европе. Получили распространение и в южной Корее. В России пока не применяются.

Силовой экзоскелет

Слайд 15

Силовой экзоскелет

Слайд 16

Тяжелый стальной каркас
Ручное управление
Пневматические приводы - пневмомускулы
Полиэтиленовая (ПЭТ) обшивка
Возможность подключения пневматического

оборудования

Прототип PG-02-A :

Силовой экзоскелет

Слайд 17

Защитный экзоскелет

Слайд 18

Одним из направлений разработки экзоскелетов является разнообразные системы для МЧС и

подобных структур. К подобным моделям предъявляются свои специфичные требования, например, чтобы экзоскелет мог быстро сниматься и отбрасываться, выдерживал влагу, высокую температуру и другие вредные для механизмов воздействия.

Экзоскелет для мчс

Слайд 19

Принципы работы экзоскелетов
Сервоприводные экзоскелеты
Сервопривод – привод с управлением через отрицательную обратную

связь, позволяющую точно управлять параметрами движения. Сервоприводом является любой тип механического привода, имеющий в составе датчик положения, скорости, усилия и т. п.) и блок управления приводом, автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике согласно заданному внешнему сигналу.
Гидравлические экзоскелеты
Гидроприводом называется совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости, находящейся под давлением, с одновременным выполнением функций регулирования и реверсирования скорости движения выходного звена гидродвигателя.
Пневматические экзоскелеты
Принцип работы пневмомускулы состоит в следующем - при попадании внутрь пневмомускулы сжатого воздуха внутренняя трубка начинает попеременно растягиваться и расширяться. Поскольку ее объем ограничен, она начинает давить на стенки защитной оболочки, которая также начинает расширяться. Из-за особенностей плетения внешней решетки при расширении в поперечном сечении она уменьшается в длине и создает тягу

Слайд 20

Нейроинтерфейсы

Слайд 21

До недавнего времени мечта о возможности контролировать окружающую среду «силой мысли»

была в области научной фантастики. Однако продвижение технологий принесло новую реальность: сегодня люди могут использовать электрические сигналы активности мозга, чтобы взаимодействовать с ними, влиять или изменять их среду.

Нейроинтерфейсы

Слайд 22

Технология интерфейса «мозг—компьютер» или нейрокомпьютерных интерфейсов сможет позволить людям, неспособным говорить

и/или использовать свои конечности, снова общаться или управлять вспомогательными устройствами для ходьбы и манипулирования объектами .

Для чего используют НКИ?
Наука. Открытие сигналов мозга и их связь с деятельностью человека в свое время получило научный вес, сравнимый с исследованиями ДНК и расшифровкой генома человека.
Медицина. Нейропротезы считаются стандартным методом решения проблемы потери слуха. Также это один из основных методов управления протезами рук или ног.
Развлекательная и игровая индустрии. С 2012 года произошел бум НКИ в игровой индустрии: от «перетягивания каната», а точнее, шарика в устройстве MindBall до управления шариком в тубе в Star Wars Force Trainer.

Нейроинтерфейсы

Слайд 23

Технологии таких интерфейсов настолько хорошо развились, что уже доступны для репликации

почти каждому.

Нейроинтерфейсы

Слайд 24

tDCS терапия

Слайд 25

tDCS терапия
Механизм, лежащий в основе действия tDCS довольно прост. К голове

прикладываются электроды, через которые проходит слабый ток постоянной силы (1-2 миллиампера), воздействующий на определенные участки мозга. Сила тока оказывается слишком мала, чтобы активировать нейроны. Однако все же она существенно меняет их физиологическое состояние, делая их более или, наоборот, менее склонными к активации, в зависимости от типа воздействия.

Слайд 26

tDCS терапия

Слайд 27

Варианты применения tDCS очень разнообразны, и, по сути, ограничиваются только знанием

функций различных областей мозга. Вот некоторые из них:

Применение tDCS терапии

1. Обучение и память

В 2010 году исследовательская группа из Нью-Мексико провела громкое исследование, где показала, что tDCS ускоряет обучение программе, разработанной специально для подготовки американских солдат.
В 2011 году появилось сообщение о том, что электростимуляция успешно улучшает обучаемость американских пилотов.

2. Пристрастия

Другой интересной возможностью электростимуляции является снижение зависимостей, например, от вкусной еды. Также предпологается, что tDCS помогает и от других зависимостей – от никотина, алкоголя, марихуаны и даже кокаина.)

Слайд 28

Применение tDCS терапии
3. Лечение депрессии
tDCS успешно применяется и для лечения депрессии.

Причем, электростимуляция эффективна даже в случае тяжелых форм – острой и резистентной. В результате tDCS стимулируется выработка «гормонов счастья» — эндорфина и серотонина.
Другой интересной возможностью электростимуляции является снижение зависимостей, например, от вкусной еды. Также предпологается, что tDCS помогает и от других зависимостей – от никотина, алкоголя, марихуаны и даже кокаина.)

4. Улучшения эмпатии, риск и безопасное вождение

Слайд 29

Бионические протезы и импланты

Слайд 30

Биоэлектрические (бионические, миоэлектрические протезы) — это протезы с внешним источником энергии (по классификации

Минтруда РФ). Управление осуществляется за счёт сигналов, возникающих при сокращении мышц.
В культеприёмную гильзу встроены миодатчики, улавливающие изменение электрического потенциала. Эта информация передаётся на микропроцессор кисти, и в результате протез выполняет определённый жест или хват:

Бионические протезы рук

Слайд 31

Бионический глаз — искусственная зрительная система для восстановления потерянного зрения при некоторых формах слепоты. В глаз с повреждённой сетчаткой,

например, при скотоме, вживляют имплантант — протез сетчатки глаза, дополняя сетчатку c оставшимися в ней неповреждёнными нейронами искусственными фоторецепторами.

Бионические глаза

Слайд 32

Бионические органы
Искусственная печень
В искусственной печени находятся несколько резервуаров. В одном кровь

очищается от токсинов, в другом находится экстракт клеток печени. Из него через мембрану в кровь проникают полезные вещества и производится синтез необходимых элементов. Очищающий контур состоит из множества мембран, не пропускающих определенные вещества.

Слайд 33

Бионические органы
Искусственное лёгкое
Команде инженеров из Питтсбургского университета под руководством профессора Уильяма Федершпиля (William

Federspiel) удалось разработать искусственное лёгкое, которое легко помещается в рюкзак. Испытанный на овцах прототип успешно насыщал кровь кислородом в течение 6 часов, а после эксперимента прибор проработал ещё пять дней.
Искусственное лёгкое Федершпиля представляет собой гибрид насоса и газообменника. С телом пациента устройство соединяется всего через одну короткую трубку, которая крепится на шее пациента. Сокращение числа трубок было одной из главных задач разработчиков.

Слайд 34

Бионические органы
Искусственное сердце
AbioCor —искусственное сердца, предназначавшийся для лечения тяжёлой сердечной недостаточности. Разработки прекращены в

2015 году.
AbioCor разработан массачусетсской компанией Abiomed. Он располагается полностью в организме пациента, имеет внутренний аккумулятор, который подзаряжается от внешнего источника питания прямо через кожу, то есть не нуждается в подключении к проводам. Это снижает риск осложнений, связанных с инфекциями.

Слайд 35

Контролируемая эволюция
Эволюция
Естественная
Биотехнологическая
Бионическая

Слайд 36

Естественная эволюция
Естественный процесс
Выживание наиболее приспособленной системы
Нет отрицательных факторов – нет

улучшений

Единица эволюции – популяция, а не отдельный организм

Врожденная способность всех живых организмов

Изменения наследуются

Слайд 37

Биотехнологическая эволюция
Искусственный биологический процесс
Основа – генетическая инженерия, изменения биохимических процессов

и иные биотехн. методы

Направленна на получение полезных свойств, а не для выживания

Единицы изменений– популяция и отдельные организмы

Имеет теоретический предел – все биологические системы стареют

При определенных условиях изменения - наследуются

Слайд 38

Бионическая эволюция
Искусственный технический процесс
Направлена на продление жизни и улучшения ее

качества

Пределов и конечной формы - нет

Единица изменений – отдельные организмы

Изменения не передаются

Слайд 39

Бионические пути апдейта человека

Содержание

Бионические Пути Апдейта ЧеловекаПитык Леонид ВалерьевичОснователь проекта ExoMech

Состав лекции 1. Бионика. 2. Экзоскелеты. 3. Нейроинтерфейсы. 4. tDCS терапия. 5. Бионические протезы и

Бионика

Основные направления работ по бионике охватывают следующие проблемы:1. Изучение нервной системы

2. Исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с

3. Исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых

Экзоскелеты

Экзоскелеты

Применение экзоскелетов

Типы экзоскелетов

Медицинский экзоскелет

Медицинский экзоскелет

Вариант, предназначенный для промышленного применения, а также для использования в системе

Силовой экзоскелет

Тяжелый стальной каркасРучное управлениеПневматические приводы - пневмомускулыПолиэтиленовая (ПЭТ) обшивкаВозможность подключения пневматического

Защитный экзоскелет

Одним из направлений разработки экзоскелетов является разнообразные системы для МЧС и

Принципы работы экзоскелетов Сервоприводные экзоскелетыСервопривод – привод с управлением через отрицательную обратную

Нейроинтерфейсы

До недавнего времени мечта о возможности контролировать окружающую среду «силой мысли»

Технология интерфейса «мозг—компьютер» или нейрокомпьютерных интерфейсов сможет позволить людям, неспособным говорить

Технологии таких интерфейсов настолько хорошо развились, что уже доступны для репликации

tDCS терапия

tDCS терапия Механизм, лежащий в основе действия tDCS довольно прост. К голове

tDCS терапия

Варианты применения tDCS очень разнообразны, и, по сути, ограничиваются только знанием

Применение tDCS терапии 3. Лечение депрессииtDCS успешно применяется и для лечения депрессии.

Бионические протезы и импланты

Биоэлектрические (бионические, миоэлектрические протезы) — это протезы с внешним источником энергии (по классификации

Бионический глаз — искусственная зрительная система для восстановления потерянного зрения при некоторых формах слепоты. В глаз с повреждённой сетчаткой,

Бионические органы Искусственная печеньВ искусственной печени находятся несколько резервуаров. В одном кровь

Бионические органы Искусственное лёгкоеКоманде инженеров из Питтсбургского университета под руководством профессора Уильяма Федершпиля (William

Бионические органы Искусственное сердцеAbioCor —искусственное сердца, предназначавшийся для лечения тяжёлой сердечной недостаточности. Разработки прекращены в

Контролируемая эволюция ЭволюцияЕстественнаяБиотехнологическаяБионическая

Естественная эволюция Естественный процесс Выживание наиболее приспособленной системыНет отрицательных факторов – нет

Биотехнологическая эволюция Искусственный биологический процесс Основа – генетическая инженерия, изменения биохимических процессов

Бионическая эволюция Искусственный технический процесс Направлена на продление жизни и улучшения ее

Контролируемая эволюция

Похожие презентации

Бионические Пути Апдейта Человека
Питык Леонид Валерьевич
Основатель проекта ExoMech

Состав лекции
1. Бионика. 2. Экзоскелеты. 3. Нейроинтерфейсы. 4. tDCS терапия. 5. Бионические протезы и

Основные направления работ по бионике охватывают следующие проблемы:
1. Изучение нервной системы

Тяжелый стальной каркас
Ручное управление
Пневматические приводы - пневмомускулы
Полиэтиленовая (ПЭТ) обшивка
Возможность подключения пневматического

Принципы работы экзоскелетов
Сервоприводные экзоскелеты
Сервопривод – привод с управлением через отрицательную обратную

tDCS терапия
Механизм, лежащий в основе действия tDCS довольно прост. К голове

Применение tDCS терапии
3. Лечение депрессии
tDCS успешно применяется и для лечения депрессии.

Бионические органы
Искусственная печень
В искусственной печени находятся несколько резервуаров. В одном кровь

Бионические органы
Искусственное лёгкое
Команде инженеров из Питтсбургского университета под руководством профессора Уильяма Федершпиля (William

Бионические органы
Искусственное сердце
AbioCor —искусственное сердца, предназначавшийся для лечения тяжёлой сердечной недостаточности. Разработки прекращены в

Контролируемая эволюция
Эволюция
Естественная
Биотехнологическая
Бионическая

Естественная эволюция
Естественный процесс
Выживание наиболее приспособленной системы
Нет отрицательных факторов – нет

Биотехнологическая эволюция
Искусственный биологический процесс
Основа – генетическая инженерия, изменения биохимических процессов

Бионическая эволюция
Искусственный технический процесс
Направлена на продление жизни и улучшения ее