Вы, наверное, видели протезы Frozen, Iron Man и Star Wars, призванные повысить уверенность детей с отсутствующими конечностями. Теперь вы даже можете встретить первого человека с рукой Люка Скайуокера. С сегодняшними постоянно растущими технологиями некоторые из этих когда-то вымышленных устройств пробиваются к реальной жизни.
Этой весной программа DARPA Haptix поразила СМИ одним из новейших протезов для рук. Это устройство из исследовательской лаборатории Министерства обороны добавляет новую особенность протезной технологии: чувство осязания. «Без сенсации, независимо от того, насколько хороша рука, вы не сможете выступить на человеческом уровне», - заявил Джастин Тайлер, исследователь из Лаборатории функционального нейронного интерфейса в Университете Case Western Reserve. Этот менталитет согласуется с сегодняшними целями исследований в области технологий протезирования: разрабатывать устройства, которые являются биологически вдохновленными, способными имитировать анатомические и функциональные особенности конечности человека. Единственный способ выступить на человеческом уровне - это воспроизвести человеческую форму.
Недавний прогресс в технологии протезирования - как суставы пальцев, которые двигаются как отдельные пальцы, и биоматериалы, которые двигаются как человеческие мышцы - был не чем иным, как необычным. Тем не менее, последний всесторонний обзор использования протезов, опубликованный в 2007 году Международным обществом протезирования и ортопедии, показал, что уровень отказа от устройства (человек, прекративший использование устройства после его получения), не снизился за последние 25 лет, даже с этими большими успехами в технологии протезирования. На сегодняшний день показатель отказа составляет 35 процентов и 45 процентов для устройств с электроприводом и электрических протезов соответственно. Оказывается, что погоня за технологиями, которые имитируют человеческую форму и функции с возрастающей точностью, может нанести вред критическому компоненту принятия протезов: насколько легко им пользоваться.
Неудивительно, что технология, позволяющая протезному устройству двигаться и чувствовать себя точно как биологическая рука, увеличивает сложность устройства. Например, типичные высокотехнологичные устройства управляются активацией остаточных мышц в руке или какой-либо другой функцией внешнего управления. Таким образом, добавление функции, такой как независимое управление отдельными пальцами, может потребовать значительного внимания или внимания со стороны пользователя. С практической точки зрения, это добавляет неудобства для повседневного использования. Например, в приведенном ниже видео пользователь, кажется, может хорошо пользоваться протезом, но учтите, что устройство управляется его ногами. Из-за этого устройство можно использовать только стоя на месте.
Кроме того, для правильного использования руки требуется, чтобы человек узнал о различных элементах управления устройством. Предварительная мысль, необходимая для комплексной работы с этим типом устройства, может быть довольно обременительной для пользователя и может потребовать обширной подготовки. Эта высокая когнитивная нагрузка может быть отвлекающей и утомительной по сравнению с тем, насколько легко использовать биологическую руку, или более рудиментарной, если используется менее шустрый протез. Это еще более усугубляется тем фактом, что большинство пациентов, которые приходят в кабинет протезиста, являются пожилыми людьми, которые могут с большей вероятностью бороться с повышенной сложностью устройства.
Теоретически, разработка протезного устройства с полной биологической способностью - это мечта, достижение, которое мы ожидаем увидеть в предстоящем научно-фантастическом триллере. Еще лучше, это был бы технический подвиг, который войдет в историю. Но, как исследователь в этой области, я считаю, что слишком часто мы упускаем из виду потенциал для удобства использования. Независимо от технологического прогресса, важно рассмотреть, является ли этот прогресс также шагом вперед в разработке удобного устройства для пользователя. Мы предполагаем, что выполнение «на человеческом уровне» является конечной целью. Но это не всегда так с точки зрения пользователя, особенно если освоение технологии, обеспечивающей производительность на «человеческом уровне», сделает вас неспособным сконцентрироваться на чем-то другом. Эта дихотомия может объяснить, почему частота отказа от протезов не уменьшилась, даже если технология улучшилась.
Сама технология не может рассказать нам о желаниях и потребностях потенциального пользователя. Возможно, в конце концов, все, что нужно пользователю, - это надежное устройство, обеспечивающее его или ее функциональность, если не в той степени, в которой он был бы с настоящей конечностью человека. Просто получить протез может быть сложно. Протезы, особенно с передовыми технологиями, стоят со значительными затратами, стоимость которых может составлять от 30 000 до 120 000 долларов. А поскольку расходы на страхование классифицируются по функциям, их может быть сложно утвердить для покрытия. Таким образом, цель пользователя может быть гораздо более консервативной, чем цель инженера, сфокусированная не на конкретном параметре, а на простом получении любого устройства.
Это может быть случай из учебника, позволяющий совершенному быть врагом хорошего. Слишком часто кажется, что в конструкции устройства отсутствует подход «человеческого фактора», которым руководствуются многие ученые при относительно небольшом вкладе пациентов. Люди, нуждающиеся в протезировании, могут вмешиваться только тогда, когда продукт проходит тестирование, а не на начальных этапах проектирования устройства.
Подход, основанный на человеческом факторе, при разработке протезной технологии привел бы к появлению пользовательских идей на ранних этапах процесса проектирования. Если существует технология протезирования, служащая вспомогательным устройством для человека, который потерял конечность из-за врожденного состояния или травматического несчастного случая, тогда успех разработки устройства будет основан на способности исследователей понимать потребности пользователя на начало этого процесса и, в конечном счете, разработка или адаптация новой технологии для удовлетворения этих потребностей. Этот менталитет может, в некоторой степени, объяснить рост количества рук с 3D-печатью такими группами, как «Enabling the Future». Этим домашним проектам может не хватать вспышки, но они дают потенциальному пользователю возможность активно участвовать в этапах проектирования и тестирования. Кроме того, эта среда позволяет проводить тестирование в прозаических повседневных делах, таких как одевание или помощь близкому человеку или ребенку в подготовке к своему дню, которые часто упускаются из виду в лабораторных сценариях. Наконец, стоимость 3D-печати значительно меньше по сравнению с приобретением рыночного устройства.
Современное состояние протезных технологий находит исследователей на перекрестке между технологией и удобством использования. Одна из дорог заключается в том, чтобы продвигаться вперед в непрестанном поиске большей технологической сложности протезирования, чтобы приблизить человеческое тело. Этот путь ведет к еще большему интересу к чудесам технологии и интересным рецензируемым академическим публикациям, но может не улучшить общую полезность этих устройств с точки зрения пользователя. Другой путь приведет ученых к тому, чтобы интегрировать себя и свою работу с реальными потребностями пациентов, и продвигаться в более ориентированном на пользователя направлении.
Как только мы создадим технологию, которая позволит нам легко имитировать человеческую форму, возможно, этот диалог между учеными и пользователями станет неактуальным. Но до этого времени давайте оставим эту идею, что разработка устройства, которое работает на человеческом уровне, независимо от его сложности, должно быть нашей единственной целью. Пришло время признать, что протезирование так же хорошо, как и его полезность для реальных пациентов в повседневной жизни. Иными словами, пришло время для более тесного сотрудничества между учеными и пользователями протезов, чтобы сократить разрыв между технологией и практичностью.
Патрик МакГуррин получил степень бакалавра психологии в Университете Питтсбурга и в настоящее время проводит докторскую диссертацию. в области неврологии в университете штата Аризона.
Эта статья была написана для Future Tense, партнера Zócalo. Future Tense - это проект Университета штата Аризона, Новой Америки и Сланца. Версия также появилась на Slate.com.
