Вероятно сте виждали протези Frozen, Iron Man и Star Wars - предназначени да повишат доверието на децата с липсващи крайници. Сега можете дори да срещнете първия мъж с ръката на Лука Скайуокър. С непрекъснато нарастващата днес технология някои от тези някога измислени устройства правят своя път към реалния живот.
Тази пролет програмата Haptix на DARPA удари медиите с един от най-новите си протетични прототипи за ръка. Това устройство от изследователската лаборатория на Министерството на отбраната добавя нова функция към протезната технология: тази на усещането за допир. "Без усещане, колкото и добра да е ръката, не можете да се представите на човешко ниво", казва в изявление Джъстин Тайлър, изследовател от лабораторията за функционални нервни интерфейси към Case Western Reserve University. Този манталитет се приравнява с днешните цели на изследванията за протезни технологии: да се проектират устройства, които са биологично вдъхновени, способни да имитират анатомичните и функционалните характеристики на човешкия крайник. Единственият начин за изпълнение на човешко ниво е да се възпроизведе човешката форма.
Неотдавнашният напредък в областта на протезната технология - като ставите на пръстите, които се движат като отделни пръсти, и биоматериалите, които се движат като човешки мускул - не беше нищо особено. Последният обширен преглед на използването на протеза, публикуван през 2007 г. от Международното дружество за протезиране и ортопедия, показа, че степента на изоставяне на устройството (човек, който прекратява използването на устройство след получаването му) не е намаляла през последните 25 години дори с тези големи печалби в протетичната технология. Към днешна дата степента на изоставяне е съответно 35 процента и 45 процента за протези с телесно устройство и електрически протези. Оказва се, че стремежът към технология, имитираща човешка форма и функция с все по-голяма точност, може да навреди на критичен компонент от осиновяването: колко лесно е да се използва.
Не е изненадващо, че технологията, която позволява на протезно устройство да се движи и да се чувства точно като биологична ръка, въвежда повишена сложност на устройството. Например, типичните високотехнологични устройства се контролират чрез активиране на остатъчни мускули в ръката или някаква друга функция за външно управление. По този начин добавянето на функция като независимо управление на отделните пръсти може да изисква значителен фокус или внимание от страна на потребителя. От практическа гледна точка това добавя ниво на неудобство за ежедневна употреба. Например, във видеото по-долу потребителят изглежда може да използва добре протезната ръка, но имайте предвид, че устройството се контролира с краката му. Поради това устройството може да се използва само когато стои неподвижно.
Освен това правилното използване на ръката изисква човек да се запознае с различни контроли на устройството. Предполагаемостта, необходима за работа на този тип устройство по сложен начин, може да бъде доста обременителна за потребителя и може да изисква задълбочено обучение. Този висок когнитивен товар може да бъде разсейващ и уморителен в сравнение с това колко без усилие е да се използва биологична ръка или по-рудиментарен, ако се използва по-малко пъргав протез. Това е преувеличено допълнително от факта, че по-голямата част от пациентите, които влизат в кабинет на протезист, са възрастни възрастни, които може да са по-склонни да се борят с повишената сложност на устройството.
На теория проектирането на протезно устройство с пълна биологична способност е сбъдната мечта, постижение, което бихме очаквали да видим в предстоящ научнофантастичен трилър. Още по-добре, това ще бъде подвиг в инженерството, който ще влезе в историята. Но като изследовател в тази област смятам, че твърде често пренебрегваме потенциала за използваемост. Независимо от технологичния напредък, важно е да се помисли дали този напредък е стъпка напред за създаване на благоприятно устройство за потребителя. Ние приемаме, че изпълнението на „човешко ниво“ е крайната цел. Но това не винаги може да се случи от гледна точка на потребителя, особено ако овладяването на технологията, която позволява изпълнението на „човешко ниво“, би ви направило неспособна да се концентрирате върху нещо друго. Тази дихотомия може да обясни защо степента на изоставяне на протеза не е намаляла, дори когато технологията се е подобрила.
Самата технология не може да ни каже за желанията и нуждите на потенциалния потребител. Може би в края на деня всичко, от което се нуждае потребител, е надеждно устройство, което го прави функционално, ако не в същата степен, както би била с действителния човешки крайник. Просто получаването на протезно устройство може да бъде трудно. Протезните устройства, особено тези с модерна технология, идват със значителни разходи, тези от които могат да варират от 30 000-120 000 долара. И тъй като разходите за застраховане са категоризирани по функция, те могат да бъдат трудно одобрени за покритие. По този начин целта на потребителя може да е далеч по-консервативна от целта на инженера, фокусирана не върху конкретен параметър, а по-скоро просто в получаване на всяко устройство.
Това може да е случай на учебник, позволяващ на перфектния да бъде враг на доброто. Твърде често изглежда, че при проектирането на устройствата липсва подход „човешки фактори“, който се движи, както е направено от много учени със сравнително малък принос от пациенти. Хората, които се нуждаят от протезиране, могат да се включат само когато продуктът достигне тестване, а не на началните етапи на проектиране на устройството.
Подходът на човешкия фактор при проектирането на протезна технология би въвел потребителски идеи по-рано в процеса на проектиране. Ако съществува протезна технология, която да служи като помощно средство за човек, загубил крайник поради вродено състояние или травматичен инцидент, тогава успехът на дизайна на устройството ще се основава на способността на изследователите да разберат нуждите на потребителя при началото на този процес и в крайна сметка да се проектира или адаптира нова технология, за да се отговори на тези нужди. Този манталитет може до известна степен да обясни възхода на 3D-печатаните ръце от групи като Enabling the Future. Тези проекти у дома може да нямат светкавица, но те предлагат на потенциалния потребител шанса да участва активно в етапите на проектиране и тестване. Освен това тази среда позволява да се тестват около прозаични ежедневни дейности, като например да се облечете или да помогнете на любим човек или дете да се подготви за нея или деня му, които често се пренебрегват в лабораторни сценарии. И накрая, цената на 3D печат е значително по-малка в сравнение с получаването на пазарно устройство.
Настоящото състояние на протетичните технологии намира изследователите на кръстопът между технологията и използваемостта. Един път включва оран напред в непрестанните стремежи за по-голяма технологична сложност на протезата, за да се приближи човешкото тяло. Този път води до повече бръмчане относно чудесата на технологиите и интересни рецензирани академични публикации, но може да не подобри цялостната полезност на тези устройства от гледна точка на потребителя. Другият път ще доведе учените да интегрират себе си и работата си с действителните нужди на пациента и да напредват в по-ориентирана от потребителите посока.
След като установим технология, която ни позволява да имитираме човешката форма без усилия, може би този диалог между учени и потребители ще стане без значение. Но дотогава нека се откажем от тази идея, че проектирането на устройство, което работи на човешко ниво, независимо от неговата сложност, трябва да бъде единственият ни фокус. Време е да признаем, че протезирането е толкова добро, колкото тяхната полезност за реални пациенти в ежедневието. Време е, с други думи, за по-голямо сътрудничество между учени и потребители на протези, за да се преодолее разликата между технология и практичност.
Патрик МакГурин има бакалавърска степен по психология от Университета в Питсбърг и в момента преследва доктора си. в невронауката в Аризонския държавен университет.
Тази статия е написана за Future Tense, партньор на Zócalo. Future Tense е проект на Аризонския държавен университет, Нова Америка и Шифер. Версия се появи и на Slate.com.
