Крейг Хатто считает себя наполовину бионическим человеком. В 2005 году врачи ампутировали ему ногу после того, как на него напала акула во время рыбалки у побережья Мексиканского залива Флориды.
"Мне было 16 лет в то время," вспоминает Хутто. "Мой брат услышал, как я кричу: «Что это было??«Он видел, как что-то подводило меня; он видел задний плавник акулы. Было так много повреждений тканей и так много плоти, что это было просто непоправимо."
Два года спустя Хатто стал пилотом-испытателем уникального и мощного нового протеза ноги, разработанного инженером-механиком Майклом Гольдфарбом и его командой из Университета Вандербильта. Работа была начата с гранта Национального научного фонда (NSF).
"Нам удалось разработать ранний прототип, который продемонстрировал, что у вас может быть достаточно легкая нога, которая может обеспечивать биомеханический уровень крутящего момента и мощности," говорит Гольдфарб.
Версия 1.0 превратился в более оптимизированную версию 2.0, управляемый компьютером, с расширенным диапазоном движений в суставах. Версия 2.0 финансировался Национальным институтом биомедицинской визуализации и биоинженерии при Национальных институтах здравоохранения.
"Это батарея, которая питает все," – объясняет Гольдфарб, показывая последнюю версию и указывая на различные компоненты. "У вас есть мотор, который приводит в движение коленный сустав, другой мотор, который приводит в движение голеностопный сустав. Есть целая компьютерная плата, которая, по сути, сообщает двигателям, что делать с шарнирами."
В лаборатории Гольдфарба Хатто надевает протез и "гуляет" на беговой дорожке – каждый шаг записывается множеством камер, чтобы помочь инженерам улучшить механику, электронику и программное обеспечение.
Брайан Лоусон, инженер-механик и член команды Гольдфарба, говорит, что этот протез выделяется на фоне остальных, так это бортовой компьютер. "Что, на мой взгляд, заставляет людей думать, что это бионика, так это вычислительные возможности, которые определяют, что пользователь пытается сделать, и работают синергетически с пользователем, чтобы обеспечить крутящий момент в нужное время."
Протез ноги предназначен для реагирования на сигналы пользователя. Например, когда Хатто переходит от ходьбы к подъему по лестнице, он подает сигнал, и бионическая нога отвечает. "Я как бы пинаю бедро немного назад," говорит Хатто, "и это небольшое движение говорит ему: «Эй, ты собираешься подняться наверх», и он переключает режим на подъем по лестнице."
Чтобы снизить риск травмы, команда Гольдфарба намеренно запрограммировала небольшую задержку в компьютере ноги, чтобы убедиться, что пользователь и протез находятся в идеальном положении друг с другом, и чтобы облегчить ходьбу. "Нога может двигаться вместе с тобой," говорит Гольдфарб.
Хатто подтверждает, что для ходьбы требуется меньше усилий по сравнению с протезом, который он носит сейчас. "С моей ногой сложнее, потому что всегда на шаг позади. Мне приходится использовать бедро, чтобы протолкнуть ногу, в то время как протез с питанием от Вандербильта, когда он отрывается, сила раскачивает ногу, и поэтому мне не нужно использовать бедро, чтобы протиснуть ее."
Гольдфарб говорит, что после многих лет работы они продали свою технологию крупному производителю протезов. "Мы узнаем в ближайшие несколько лет, выйдут ли они на рынок и действительно получат ли они большую популярность," он говорит.
Тем временем Хатто, вдохновленный тремя медсестрами, которые спасли его от смерти от кровотечения, учится, чтобы стать медсестрой, и с нетерпением ждет того дня, когда он станет высоко ходить на бионической ноге, которую он помог воплотить в реальность.