Voor een korte tijd, Kerry Finn voelde zich als "The Terminator" of "The Six Million Dollar Man." De 60-jarige gepensioneerde vrachtwagenchauffeur uit Salt Lake County, Utah, verloor zijn linkerbeen aan vasculaire ziekte van type 2 diabetes. Maar vorig jaar, hij was een van de 10 proefpersonen aan de Universiteit van Utah die een van 's werelds eerste echt bionische benen testte, een zelfaangedreven prothetische ledemaat met een computerprocessor en gemotoriseerde gewrichten in de enkel en knie waardoor een geamputeerde met meer kracht kan lopen, kracht en een betere balans.

"Als je ooit 'The Terminator' hebt gezien, ' zo was het, " Finn vertelt over de ervaring van het testen van het bionische been over de standaardprothese die hij normaal gebruikt. "Het gaf me het gevoel dat ik dingen kon doen die ik voorheen niet kon. Elke keer als ik een stap zette, het was een geweldig gevoel."

Universiteit van Utah, assistent-professor werktuigbouwkunde Tommaso Lenzi, die het project leidt dat de "Utah Bionic Leg, " heeft zojuist twee subsidies ontvangen om de technologie verder te bevorderen. De ene is een prijs van $ 2,2 miljoen van het National Institute of Health en de andere een $ 600, 000 subsidie ​​van de National Science Foundation.

Beter, sterker, sneller

Zoals de bionische ledematen op fictieve astronaut, Steve Austin, in de populaire tv-serie, "De man van zes miljoen dollar, "Lenzi's Utah Bionic Leg kan geamputeerden beter maken, sterker en sneller, hoewel niet noodzakelijkerwijs met Austin's kracht om auto's op te tillen of met 60 mijl per uur te rennen.

In plaats daarvan, Lenzi's echte bionische been heeft sensoren, motoren, een computerprocessor en kunstmatige intelligentie die allemaal samenwerken om de gebruiker meer kracht te geven om te lopen met minder belasting van het lichaam dan met een standaardprothese. Dat betekent mensen met amputaties, vooral oudere mensen, veel langer kan lopen met het nieuwe been.

"Als je sneller loopt, het zal voor u sneller lopen en u meer energie geven. Of hij past zich automatisch aan de hoogte van de trede aan. Of het kan je helpen obstakels te overwinnen, ' zegt Lenzi.

Het been maakt gebruik van speciaal ontworpen kracht- en koppelsensoren, evenals versnellingsmeters en gyroscopen om de positie van het been in de ruimte te helpen bepalen. Die sensoren zijn verbonden met een computerprocessor die de omgeving waarneemt en de ritmische bewegingen van de gebruiker bepaalt, staplengte en loopsnelheid. Op basis van die realtime gegevens, het levert vervolgens stroom aan de motoren in de gewrichten om te helpen bij het lopen, opstaan, trappen lopen, of manoeuvreren rond obstakels.

"Elke keer als je een stap zet, het is aangedreven, en het geeft een bepaalde kick. Het geeft me ook de mogelijkheid om twee stappen tegelijk een trap op te gaan, ' zegt Finn. 'Met dit been, het is minder druk op mijn stomp. Je hoeft niet zo hard te werken. En het neemt veel van de stress van het lichaam weg."

De helft van het gewicht

Net zo belangrijk, het been is ontworpen om ongeveer zes pond te wegen, de helft van het gewicht van andere bionische benen in ontwikkeling, een enorm voordeel voor een grote demografie van geamputeerden - ouderen of mensen die, zoals Finn, verloor een onderste ledemaat aan een vaatziekte.

"De mensen die deze bionische benen nodig hebben, zijn degenen die normaal gesproken het meest beperkt zijn:ouderen, ' zegt Lenzi.

Hoewel de prothese voornamelijk is gemaakt van aluminium en titanium, de lichtgewicht constructie is meer te danken aan het ontwerp van de poot waarin "alle elementen samen spelen, " zegt Lenzi. "We hebben een unieke manier om de systemen te ontwerpen."

Bijvoorbeeld, het been maakt gebruik van een slim transmissiesysteem dat de elektromotoren met de gewrichten verbindt. This optimized system intuitively knows what kind of activity the user wants to do and automatically adapts to it, like shifting gears on a bike. The leg also uses smaller batteries to power the motor that are built into the leg.

Lenzi and his team just received the government grants to research how the leg enables a user to move better and do more. The team will also be researching how the prosthetic could be designed to better anticipate a user's movements by tracking muscle activity in the person's residual limb.

"The ability to walk is essential to your life and being able to pursue whatever you want to do. When just standing up is a pain and when walking means being afraid of falling, you just don't go on with your life and you are stuck at home, " Lenzi says. "This is about making bionics accessible for all people and not just those who are young and high performing."