ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Κυριακή 24 Φεβρουαρίου 2013

Τεχνολογία στα άκρα: To πρώτο βιονικό χέρι που συνδέεται απευθείας στα νεύρα

Στοκχόλμη
Για πρώτη φορά, ένα ρομποτικό άνω άκρο συνδέθηκε με ηλεκτρόδια απευθείας στα νεύρα και τους μύες ενός ασθενή που είχε υποστεί ακρωτηριασμό. Το νέο σύστημα, πιστεύουν οι ερευνητές, θα χαρίσει άνεση αλλά και μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων σε σχέση με τα σημερινά τεχνητά μέλη. Ρομποτικά ή «βιονικά» τεχνητά χέρια δοκιμάζονται εδώ και καιρό σε ασθενείς, βασίζονται όμως σε ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στο δέρμα και καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα των νεύρων και των μυών στο κολόβωμα (το τμήμα του άκρου που έχει απομείνει). Το πρόβλημα με αυτή την προσέγγιση είναι ότι συνήθως αποκαθιστά μόνο δύο είδη κινήσεων, από τις δεκάδες διαφορετικές κινήσεις που μπορεί να εκτελεί το ανθρώπινο χέρι.
Η χρήση εμφυτευμένων ηλεκτροδίων επιτρέπει την καταγραφή περισσότερων σημάτων από τα νεύρα και τους μυς και χαρίζει έτσι περισσότερους βαθμούς ελευθερίας. Επιπλέον, το σύστημα θα μπορούσε δυνητικά να τροφοδοτεί με ηλεκτρικά σήματα τα νεύρα και να αποκαταστήσει ως ένα βαθμό την αίσθηση της αφής.

«Η νέα τεχνολογία είναι ένα μείζον επίτευγμα που προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη σημερινή τεχνολογία» δηλώνει  ο Ρίκαρντ Μπρένεμαρκ του Πανεπιστημίου της Σαλγκρένσκα στη Σουηδία, επικεφαλής του πειράματος.

Δύο είναι οι μεγάλες προκλήσεις στην ανάπτυξη λειτουργικών και άνετων προθέσεων, επισημαίνουν οι ερευνητές: ο τρόπος σύνδεσης του τεχνητού μέλους στο κολόβωμα και ο αποτελεσματικός και εύκολος έλεγχος των κινήσεων.

Οι ερευνητές τοποθέτησαν στο οστό του κολοβώματος του ασθενή ένα μεταλλικό εμφύτευμα -μια βίδα από τιτάνιο- το οποίο εξέχει από το δέρμα και επιτρέπει τη σύνδεση και την αποσύνδεση του βιονικού χεριού. «Προσφέρει πλήρη ελευθερία κινήσεων και μια πιο φυσική αίσθηση, ενώ περιορίζει και τα προβλήματα στο δέρμα» λέει ο Μπρένεμαρκ.

Στις πρώτες εξετάσεις που υποβλήθηκε ο ασθενής μετά την επέμβαση, τα αποτελέσματα ήταν «εξαιρετικά» αναφέρει ο ερευνητής. Τα νευρικά σήματα που φυσιολογικά στέλνει ο εγκέφαλος για τον έλεγχο του χεριού κινούσαν το πρόθεμα «σχεδόν χωρίς κόπο».

Μέχρι πρόσφατα, ο ασθενής χρησιμοποιούσε ένα διαφορετικό ρομποτικό χέρι, το οποίο όμως δεν λειτουργούσε αποτελεσματικά στη ζέστη και στο κρύο και επιπλέον δεχόταν «παρεμβολές» από νευρικά σήματα στην περιοχή του ώμου. Το νέο σύστημα όχι μόνο απάλλαξε τον ασθενή από αυτά τα προβλήματα αλλά επιπλέον βελτίωσε σημαντικά και την κινητικότητά του.

Επόμενο βήμα των ερευνητών είναι να εξετάσουν αν είναι δυνατό να εξοπλιστεί το βιονικό άκρο με αισθητήρες ώστε να στέλνει σήματα πίσω στα νεύρα και να δίνει έτσι μια αίσθηση της αφής. Ένα αντίστοιχο βιονικό χέρι με αφή αναπτύσσεται στο μεταξύ στην Ελβετία και προγραμματίζεται να δοκιμαστεί στον πρώτο ασθενή εντός του έτους.
Newsroom ΔΟΛ, www.in.gr