מבוא: הביולוגיה החדשה של מכונות

ביומפטטרוניקה מייצגת התכנסות של ביולוגיה, הנדסה מכנית, ואלקטרוניקה, יצירת מערכות חכמות אינטראקציה ישירות עם הגוף האנושי.שדה התפתח במהירות ממכשירים שיקום מוקדם לפלטפורמות מתוחכמות שלא רק לשחזר תפקוד אבוד אלא גם מגבירות את הביצועים האנושיים הטבעיים. על ידי מיזוג רקמת חיים עם רכיבים סינתטיים, חוקרים ומהנדסים הם מכשירים מאומנים שיכולים להיות הגיוניים, להסתגל בזמן אמתי, לספק כוח או לספק משוב חושי פשוט על הדיוק האנושי.

שוק הביומטרטרוניקה העולמי גדל באופן משמעותי, מונע על ידי אוכלוסיות מזדקנות, עלייה בשיעורי פציעה נוירולוגית, וביקוש לפתרונות בטיחות מקום העבודה.מה שהיה פעם מוגבל למעבדות האוניברסיטה מופיע כעת בפרקטיקה קלינית, בהגדרות תעשייתיות ואפילו מוצרי כושר לצרכנים. מאמר זה חוקר את עקרונות היסוד, פריצות דרך האחרונות, יישומים בעולם האמיתי, ואת הנוף המוסרי סביב טכנולוגיות ביו-כיטרוניקה, המציע תצוגה מקיפה של יכולת מלוכדת ומערכת אקולוגית של אינטגרטיבית אנושית, אך אינה דורשת רק כדי למזג אווירית:

מה זה Biomechatronics? A Systems-Level View

בליבתו, הביומטרטרוניקה כוללת שילוב של אורגניזמים ביולוגיים עם מערכות mechatronic - שילוב של חיישנים, אקטוטורים, ואלגוריתמים שליטה.בניגוד למכשירים רפואיים מסורתיים שפשוט מחליפים או מגרדים חלק גוף, מכשירים ביוכימיים קובעים לולאה תקשורת דו-כיונית עם מערכות העצבים והשרירים של המשתמש.

המשמעת שואבת רבות מתחומים כגון Neuroscience, רובוטיקה, מדעי חומרים וגורמים אנושיים הנדסה.עבודת Foundational כוללת את הפיתוח של הפרוזה המיואלקטרית באמצע המאה ה-20, אבל ביומטריקה מודרנית מקיפה כעת דו"ח נשגב, איברים ביוניים, וממשקים עצביים שטשטשים את קו ההנדסה בין האדם למכונה.

באופן קריטי, מערכות ביו-מיצ'טרוניק פועלות בתוך לולאה סגורה או סגורה למחצה.הרכיב הביולוגי מייצר אותות כוונה; המרכיב הסמאטרוניק מבצע את הפעולה המיועדת; משוב חושי מהסביבה ומבתוך המכשיר חוזר למערכת הביולוגית, משלים את הלולאההההההההט הזה של עיבוד זמני, עיבוד, ופעולה חייב לקרות בתוך מ"מ לשנייה"ל כדי להרגיש טבעי.

מערכות ביומכניות

חיישן גשר חושי

(התרגשות המואצת והתגובה היא חיונית. Surface and Intramuscular EMG אלקטרודות ללכוד אותות חשמליים המיוצרים על ידי התכווצויות שרירים, המאפשר שליטה פרופורציונלית של מפרקי אסתטיקה או exoskeleton. Newer גישות כוללות mechanomyography, אשר מתעדת את הרטטים שרירים, ו-Lowcyentativesivesivesives (מספקת חיישנים חד-זמניים) אשר מספקים אלגוריתמים של לחץ גבוה יותר על ידי צמצום אותות מגע על ידי מיקוד עור ומניעה ומניעה של חומרים עצביים ומניעה של חומרים עצביים) ב-מסוגים של חומרים מ-מתאים באופן ישיר של חומרים מ-מתאים (PTF) חיישנים עמידים) חיישנים עמידים של לחץ דם, או חיישנים עמידים של לחץ דם, אפילו חיישנים עמידים של לחץ דם, אשר מספקים חיישנים עמידים באופן מלא, אשר מספקים אלגוריתמים של לחץ דם, חסואלקטריקטיביים באופן מלא, חסואלקטריקטיביים באופן מלא, אשר מספקים אלגוריתמים של לחץ דם, אשר מספקים אלגוריתמים של לחץ דם, אשר מספקים אלגוריתמים של לחץ דם עצמי) באופן מלא, אשר מספקים

התקדמות אחרונה באלקטרוניקה גמישה ומתרחבת אפשרה לחיישנים התואמים את הייבוש של העור ללא תנועה טבעית מעצורים.מערכות אלקטרוניות אפידרמאליות אלה יכולות למדוד טמפרטורה, מתוחות, אותות אלקטרופיזיים בו זמנית. חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו, פיתחו מערך אלקטרודה מיקרוניקלינלי שחדור לתוך מקורות באיכות גבוהה יותר בעוד שנותרים כאבים וחיישנים נמוכים יותר.

המונחים: Natural Motion

(הפועלים מתרגמים אותות פיקוד לתנועות פיזיות.מנועים חשמליים לאמנת מציעים צפיפות כוח גבוהה אבל יכול להיות נוקשה ורעשני. Compliant Actuators - העורקים גמישים, שרירים מלאכותיים pneumaticיים, ושרירים פולימרים מעוותים -mimic-like-revenicances - Proce-to-to-to-to-tosive התנהגות של נוטה ביולוגיים, שיפור בטיחות ויעילות אנרגיה.

Dielectric elastomer actuators, אשר חוזה כאשר שדה חשמלי מוחל, מייצג מעמד מתפתח של פועלים רכים עם תכונות ביצועים דמוי שרירים.הם מציעים זנים גבוהים, זמני תגובה מהירה, ופעולה שקטה. בעוד elastomers dielectric הנוכחי דורשים מתחים נהיגה גבוהה ויש להם תוחלת חיים מוגבלת, חומרים מתמשך הוא על פני מכשולים אלה.

אסטרטגיות בקרה ואינטליגנציה מלאכותית

האינטליגנציה מאחורי הביומטרטרוניקה שוכנת באלגוריתמים שלה שליטה.זיהוי דפוס מבוסס על מסווגות למידת מכונה EMG או אותות עצביים לזהות תנועות מיועדות - יד פתוחה, פרק כף היד, מכווץ מרפק - בזמן אמת, למידה של חיזוק מאפשר מכשיר כדי להתאים את פרופיל העזרה שלו עבור משתמש ספציפי יותר מדי זמן, להסתגל לשינוי מהירויות הליכה או שטח.

אחד במיוחד מבטיח כיוון הוא השימוש ברשתות עצביות חוזרות ונשנות וזיכרון לטווח קצר ארוך (LSTM) לחיזוי תנועה.רשתות אלה יכולות ללמוד דפוסים זמניים בסימנים פיזיולוגיים, המאפשרות להם לצפות את כוונות המשתמשים 50-200 מילי שניות לפני שתנועה מוגזמת מתרחשת.יכולות חיזוי זה הופכת ליעילות לשליטה פרוזתזה, שכן היא מבטלת את העיכוב הבלתי ניתן למניעה שלעתים קרובות משתמשים ממריצים לכדי מודל אחר, כדי להפחית את הנקה, כדי לאפשר גישה לשיטות למידה אחת לשיטות נוספות.

התקדמות טכנולוגית חדשה

אסתטיקה חכמה: Beyond Simple

(גפיים אסתטיקה מודרנית זינקו מכיסויים אסתטיים פסיביים לתקני התעמלות, חיישן-laden המסוגלים לשלוט אצבע בודדים משוב טקטיליים.ה-Pertasis Proאסתטיקה שפותחה על ידי ג'ונס הופקינס Applied Physics מעבדה מציעה 26 מעלות של חופש נשלט על ידי עד 200 אותות EMG או אפילו שתלים עצביים.מערכת ארמיות (L Armuk) מאפשרת חוות דעת מתואמים, מרפק, פרק כף היד, ואולי גם לחץ עצבי, כולל לחץ דם זרם:

(אוסאוליננקה) - החזקה שלד דום אסתטי עקיף של איבר אסטטי - היא עוד התקדמות כי לעקוף מכשירים שקעים אי נוחות ומשפר את ההסתברות.על ידי לעגן השתל טיטניום לתוך העצם, רטטים מכניים מועברים ישירות אל השלד, נותן למשתמש תחושה אינטואיטיבית יותר של מיקום גפיים משולב עם אלקטרודות מושתלים, גישה זו הביאה את רוב החיים כמו התנסויות ביו-פרות, לעומת 15 נקודות תורמות קליניות:

Soft Exoskeletons ו- Wearable Sensors

מהפכה מקבילה מתרחשת ב-Soskeletons רך, אשר משתמש טקסטיל, כבלים ושלפוחית השתן pneumatic שלפוחית השתן במקום מסגרות קשיחות.מכון הוויסס של הרווארד פיתח תחליף רך המסייע לצמחים הקרסוליים במהלך הליכה, צמצום עלות מטבולית על ידי יותר מ -10%.FLT:0A 2023 Nature PaperFLT:1 הוכיחה רכה, כמו בגדי מותאמים מספק סיוע אלקטרוניקה מהיר, המאפשרת ריפוי מהיר יותר, 000.

המסחר של exoskeletons רך להאיץ במהירות.חברות כמו Symbotex ו- MyoSwis פיתחה מכשירים דמויי לבוש דמויי בגדים עבור שיקום ותמיכה בעיסוק אשר שוקלים פחות משלושה ק"ג וניתן לאחסן אותם בתוך שתי דקות.מערכות אלה משתמשות בשידורי טקסטיל מבוססי ציוד גמיש ואספקת חשמל גמישה, מה שהופך אותם מעשיים לשימוש יומיומי.

Exoskeletons: ניידות וכוח תעשייתי

Exoskeletons עבר במהירות מדע בדיוני לכלים בעולם האמיתי. â € â ¢ רפואי exoskeletons כמו ReWalk ו-EksoNR מאפשר לאנשים עם שיתוק נמוך יותר לעמוד, ללכת, לנווט מדרגות דרך חיישנים תנועה ומפרקי הירך ממונעים הברך.

במגזר התעשייתי, exoskeletons פסיבי ופעיל להפחית את המתח השרירים VEX מספק 50% סיוע עבור הסרת ונושא עומסים. FedEx מופעלת על פני גז מעיינות כדי להדוף את העבודה בראש, בעוד הרובוט בעל הירכיים VEX מספק כיום 50% סיוע עבור הסרת והובלת עומסים.

ממשקי Neural ו- Brain-Computer Interfaces

תקשורת ישירה בין המוח למכשירים החיצוניים היא הגבול של שיפור אנושי.המערך המיקרואלקטרוניקה של המוח, מושתל ב ⁇ המנוע, אפשר לאנשים עם tetraplegia לשלוט בתנועות ⁇ , הקלד במהירויות המתקרבות שמונה מילים לדקה, ואפילו מניפולציה של זרועות רובוטיות עם יותר מארבעה מעלות של חופש.

מעבר לשיקום התנועה, ממשקים עצביים בוחנים את הגדלת החישה.שתלי קוכלאר כבר מחליפים את תפקוד תאי השיער; שתלים רטיניים מנסים לשחזר את הראייה על ידי גירוי העצב האופטי.מושגים חדשים יותר משתמשים במיקרו-רגישות תוך-טראומה כדי לעורר את התקפים העצביים של כלי הדם הפתוחים, ויש מחקרים על הרחבת רוחב הפס החושי האנושי כדי לכלול ראייה או זיהוי שדה מגנטי באמצעות תצוגה או דחפים, אשר מאפשרים ניתוח ניקודמיים של תאים אנושיים לחלוטין;

יישומים שגורמים לשגשוג חיים ותעשיות

שיקום רפואי ושיקום

ההשפעה העמוקה ביותר של ביומפטטרוניקה כבר ברפואה שיקום.לאנשים עם פציעות חוט השדרה, exoskeletons לביש בשילוב עם גירוי חשמלי פונקציונלי (FES) יכול להחיות מחדש איברים משותקים, אימונים מעגלים עצביים שנמצאו שיפור רמות טיפול לב וכלי דם של ניצולי סטרוק לבדם רובוטיים עם ממריצים רובוטיים איטיים כדי לאימון מחדש את הפעילות היומיומית של פעילות גופנית: 1Fed: 1Fed עלות הליכה עלות טיפול תרופתית:

יישומים של רפואת ילדים גם מרחיבים.ילדים עם חיצי מוח משתמשים ב-Exoskeletons רובוטיים כדי לשפר את הסימטריה הגיתית ולהפחית את עלות האנרגיה במהלך הליכה. Custom-fit מופעל אות אלה לילדים עם dystrophy שרירי יכול לעכב את אובדן היכולת הליכה על ידי שנים, שמירה על עצמאות ואיכות החיים.אתגרי העיצוב עבור מכשירים pediatric הם משמעותיים - הם חייבים להתאים צמיחה מהירה ואנטומיה - אבל התקדמות במערכות עיצוביות ניתנות יותר נגישות אלה.

עידוד בטיחות עבודה ויעילות

(החומרים של הכיבוש מעצבים מחדש לוגיסטיקה, בנייה וייצור. Passive back-support exosuits להפחית את העמסה של עד 40% במהלך הרדמה חוזרת, חיתוך שיעורי פציעה. העליון-לימוזינה exoskeons תמיכה מעל משימות איסוף ראש, מניעת עייפות כתף במפעלי רכב.T-HRoid רובוט יכול להיות מוקרן באמצעות משוב exosleton, המאפשר טיפול מרחוק של מערכות למניעת שינוי אווירי חירום אלה יש רק כדי למנוע מ-Folulosicleuss כדי להרחיב את כלי עבודה נמוכים יותר.

היתרונות מרחיבים מעבר למניעת פגיעה.מצלי אימוץ מוקדמים מדווחים על שיפורי הפרודוקטיביות של 15-30% במשימות הדורשות הפעלת כוח מתמשך, שכן העובדים חווים פחות עייפות ויכולים לשמור על תפוקת לתקופות ארוכות יותר.במלחמה, exoskeletons המסייעים עם הרמת ולהגיע לעובדים מבוגרים להישאר מועסקים בתפקידים תובעניים פיזית, טיפול במחסור בעבודה בהזדקנות ברחבי אירופה וצפון אמריקה.

ספורט והערכה אנושית

עקרונות ביומטריים נכנסים לאליטות אתלטים וכושר פנאי. ביצועי-הההפנטזות כגון "המחשבה" נעלי ריצה עם לוחיות פחמן-פיברות דה-חזור אנרגיה טבעי, אם כי מעוררות דיונים על doping מכני. Soft exosuits שפותחו באופן פעיל במכון ה-Vystos האולימפי של הרווארד משתמשים במערכות מונעות כבל כדי להפחית את העלות של הליכה וריצה פוטנציאלית לאימון גופני קצר.

בספורט הסתגלותי, הביומפטטרוניקה הפכה לספורטאים פראלימפיים באמצעות מיצוי פחמן-פיבר הפרוזזזזות השיגו זמנים טבילה שפונים לאלה של מתחרים בעלי יכולת, מעוררים דיונים מתמשכים על ההגדרה של תחרות הוגנת.הטכנולוגיה ממשיכה לדחוף גבולות: פרוזציות אופניים ייעודיות שמשלבות עם מסגרת האופניים, שחייה נשלטות על ידי אותות שרירים, טיפוס ומערכות כימות על בסיס חיישנים מבוססים על בסיס כל התפתחות השטח.

שיפור צבאי וקטי

סוכנויות הביטחון השקיעו זמן רב בפרויקט ביומפטניקה כדי להאיר את העומס של החייל.המופעל של צבא ארה"ב, הפעילה של תקיפת אור (TALOS) פרויקט, אם כי בסופו של דבר הואל, דחף התקדמות במערכות חשמל נוזליות ומשולבות.החייל ONYX לשעבר מפונק מלוקהיד מרטין מקטין את המתחזה של צמיגים כבדים על ידי מתן סיוע מתאים לשרירים מופעלים על ידי לחץ דם מתמשך על ידי צמיגים מופעל על ידי לוקהיד מרטין ומניעה על ידי לחץ דם מופעלת על ידי צמיגים מופעלת על ידי צמיגים מופעלת על ידי צמיגים מופעלת לחץ דם גמישה על ידי צמיגים מופעלת על ידי לוקהיד 1.

היתרונות התפעוליים הם משמעותיים: חיילים שנשאו 40-60 ק"ג של ציוד יכולים להפחית את ההוצאה מטבולית ב -10-15% בסיוע ללימוזינה נמוכה יותר, בתרגום לסיירים ארוכים יותר ולצמצם את לחץ החום.עם זאת, פריסת שדה נותרה מאתגרת בשל דרישות כוח, עמידות, ואת הצורך בהפעלה שקטה.

תגובה חירום וסיוע לאסון

אזור יישום מתפתח הוא בתגובה חירום. Firefighters ללבוש exoskeletons יכול לשאת ציוד כבד לנווט סביבות מלאות עשן עם עייפות מופחתת.חיפוש-ו-rescue אנשי שימוש exosuits יכול לשמור על ביצועים פיזיים על שינויים מורחבים בשטח מאתגר.המכון הלאומי של יפן למדע תעשייתי מתקדם וטכנולוגיה פיתחה exosleton מופעל במיוחד עבור אסון גרעיני, המאפשר לעובדים ללבוש הגנה כבדה תוך שמירה על דרישות מהירות ויישומים גמישים, ויישומים גמישים אלה.

אתגרים אתיים, חברתיים ומעשיים

נגישות ועלויות

התקנים ביו-מיכטרוניים גבוהים עולים לעתים קרובות עשרות אלפי דולרים, הגבלת הגישה לאלה עם ביטוח מקיף או אמצעי.ביוניקה פרוזזזות עם משוב חושי נשאר פריטים בוטיקים. Scaling הייצור וייעל אישור רגולטורי הם הכרחיים כדי לדמוקרטיזציה של טכנולוגיות אלה.Open-source יוזמות כמו מערכת אקולוגית Open Bionics ו 3D-Procurating עיצובים מסייעות להפחית עלויות, אך לשלוט במערכות ניתוח מתוחכמות וביקושים עדיין מתקדם של תרופות.

אי שוויון כלכלי בגישה לסיכוני ביומפטניקה ליצור מערכת דו-שכבתית שבה אלה עם משאבים נהנים משיפור ביצועים בעוד אחרים נשארים מאחור.דאגה התפלגות זו חריפה במיוחד במערכות בריאות עם מימון ציבורי מוגבל. חלק מהחוקרים תומכים מסגרת "מתרגילים אסתטיים", שבו מכשירים עזרים ביו-מיכטרוניים בסיסיים מטופלים ככינוי בריאות הציבור, אנלוגיים לכיסא גלגלים או לשמיעות.

קבלה ו Embodiment

לא כל המשתמשים מקבלים בקלות החלפת ביוניקה מתקדמת.התקני תכנון קו עם משתמשי קצה, שילוב התאמה אסתטית, ולהבטיח כי פונקציה אמינה הם קריטיים לטפח התגלמות פסיכולוגית. הכשרה ותמיכה לטווח ארוך נדרשים לשכתב מחדש את מפת הגוף של המוח. Dropout עבור כמה exoskeletons להישאר גבוה עקב משקל, איטיות, ואת הנטל הקוגניטיבי של navivyibibibreas להורדת תגובות תגובה אחת לשנייה.

התופעה של "כאב גוף" במציינים יכולה להחמיר על ידי התקנים פרודמה מעוצבים שלא תואמים עם הגוף של המשתמש schema.converse, מעוצב היטב ביומאטרוניקה הוכח להפחית את הכאב pantom על ידי מתן משוב חושי עקבי המסייע למוח לרתום את הגוף החסר.טיפולי פוטנציאל זה הוא קרוב יותר בין מהנדסים ורופאים בתהליך העיצוב.

פרטיות ואבטחת נתונים

עם חיישנים שלוכדים אותות ביולוגיים אינטימיים - פעילות המוח, דפוסי שרירים, מיקום - חששות ראשוניים מתעוררות.ממשק עצבי פורץ יכול לתפעל תנועות של גפיים של המשתמש או דפוסי חשיבה דליפים.התעשייה זקוקה להצפנה חזקה, מסגרות הסכמה של משתמשים, ומדיניות ברורה של בעלות נתונים.כפי שהמכשירים האלה הופכים להיות מחוברים יותר ותוכנות-Reliant, אבטחת סייבר תהיה קריטית כמו בטיחות מכנית:0atory גופים כמו דרישות מדיניות של ה- FDA, אך לעתים קרובות, אך ורקמות, אך הן מתחילות לתקני אבטחה מהירה יותר, אך ורקמותרפיון אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה.

יכולת נתונים היא בעיה נוספת שעולה.משתמשים העוברים ניתוח כדי לקבל ממשק עצבי מושתל עשויים למצוא את עצמם נעולים במערכת האקולוגית של יצרן יחיד. קבוצות עו"ד קוראות לסטנדרטים של יכולת הדדית המנדטורית שיאפשרו למשתמשים להחליף מותגים ללא צורך בניתוח נוסף.התקנה הרפואית האירופית של 2017 כוללת הוראות להגנה על אבטחת מידע ואבטחת סייבר, תוך קביעת תקדים עבור תחומי שיפוט אחרים.

זהות אנושית והוגנות

ככל שהשיפור עובר מעבר לטיפול בהרחבה, החברה תתעמת עם שאלות של ההוגנות בספורט, תעסוקה וחינוך. שבב קוגניטיבי שמגביר את הזיכרון יכול ליצור אי-שוויון חדש.הועדה הבינלאומית לפארימי כבר מתמודדת עם ההגדרה של "התועלת הטכנית" (בשיח הציבורי הרחב יותר), יצירת מדיניות כוללת, ומחקר אתי אתי חובה ללוות התקדמות טכנולוגית כדי להתאים את החדשנות הביו-צנטרית עם ערכים חברתיים: LT-Factize, לעומת זאת, ניתן לצמצום עקרונות אלה מראש, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לא ניתן לצמצום עקרונות גישה בלתי- 1- 1- 1-Univatives, מראש, כלומר, כדי לצמצום עקרונות אלה, כלומר, מראש, כדי לצמצום עקרונות אלה, כלומר, כלומר, כלומר, מ-Factivers, כדי לייעל את עקרונות גישה בלתי-Factivers-Univers, כדי לייעל אתית, מראש, כדי לייעל אתית, כדי לטיהור עקרונות אלה, כדי לטיהור קודם כל-Univers, כדי לטיהור קודם כל-Univatives.

נקודות מבט דתיות ותרבותיות גם משנה.כמה קהילות העלו חששות לגבי ההשלכות הרוחניות של מיזוג גופים אנושיים עם מכונות, צפייה בו כפרת יושרה טבעית. אחרים מקבלים בברכה ביומפטניקה ככלי אלוהי לריפוי.יש לכבד נקודות מבט מגוונות אלה בדיוני מדיניות, ומפתחי המכשיר צריכים לעסוק עם מנהיגים תרבותיים כדי להבטיח שהמוצרים שלהם מתקבלים על פני מסורות שונות.

כיוונים עתידיים: העשור הבא של Biomechatronics

אינטגרציה מלאה ושילוב ללא ים

החוקרים צופים עתיד שבו מכשירים ביו-מיכטרוניים הם אוטונומיים לחלוטין, מונעים על ידי אנרגיה-הארכוס מחום הגוף או תנועה, ומבוקרים תחת פיקוח שקוף על ידי מערכת העצבים של המשתמש.תאים ביו-דלק בלתי-שתלים יכולים לחסל סוללות חיצוניות.ממשקים אופטיים עשויים יום אחד להפעיל נוירונינטים עם אור, המציעים עמידות גבוהה יותר מאשר גירוי חשמלי גמיש וטכנולוגיים רובוטיים רכה יגרמו לאיברים באופן אינטימי יותר ל-Frefrefrefre:

המושג "אדם ביולוגי" נע ממטאפורה למציאות הנדסית. חוקרים מאוניברסיטת מלבורן פיתחו "עמוד השדרה הוויקטורי", מכשיר דמוי-אדם זעיר שניתן להכניס באמצעות כלי דם למוח ולרשום פעילות עצבית ללא ניתוח פתוח.גישות מינימליות כאלה יכולות להפוך ממשקים עצביים לנגישים לאוכלוסייה הרבה יותר גדולה של מטופלים, שעשויות לטפל בתנאים משיתוק לדיכאון.

פתרונות Regenerative ו-Hyated Solutions

הקו בין ביוניקה ורפואה רגנרטיבית הוא מטושטש.שלב פיגומים ביומאטרוניקה עם טיפול תאי גזע יכול להנחות את חידוש העצב ישירות לאלקטרודות, יצירת קשרים ביולוגיים-אלקטרוניים יציבים. "חומרי עור אלקטרוניים" המכילים חיישנים מתוחים וטרנפורנטים ירגישו יותר ויותר טבעיים.

מערכות היברידיות המשלבות רקמת שרירים חיה עם הרובוטיקה הם גם בפיתוח.Sskeletal השריר שליבסטוסטים שגדלו על פיגומים ועוררו באופן חשמלי יכול חוזה וליצור כוח, פוטנציאל כוח, פוטנציאל כוח זעיר של bio-actuators עבור שתלים רפואיים. בעוד עדיין בשלב הוכחה של תפיסה, גישות אלה בעתיד שבו מכשירים ביוכימטרטרוניים הם חלק רקמות, הנדסה סינתטית.

הרחבת החיישנים וההוריקנים הקוגניטיביים

מעבר להחלפה, ביומפטטרוניקה יכול להוסיף בכוונה חושים חדשים.חוקרים צרכו בהצלחה נתונים מרחק של Sonar למוח באמצעות אפוד טקטילי, המאפשר למשתתפים עיוורים לנווט. Implants אשר מזרמים נתונים אינפרא אדום או אולטרה סגול לתוך אזורים חזותיים קורטיים יכולים להעניק תפיסה מורחבת.בחזית הקוגניטיבית, גירוי לא פולשני ופרותות היפקמפוסים אלה לזיכרון הם תחת חקירה.

הרעיון של "תוספת חושית" הוא מסקרן במיוחד.חוקרים באוניברסיטת דיוק הוכיחו כי עכברים מצוידים בחיישנים אינפרא אדום יכולים ללמוד להשתמש קלט חושי לנווט, עם ייצוג עצבי של התחושה החדשה מתפתחת ב ⁇ הסומטוספירי. ניסויים דומים בבני אדם עם חיישנים שדה מגנטי מציעים כי המוח הוא פלסטיק להפליא ויכול לשלב זרמים חושיים לתוך schema הגוף שלה.

מערכות שיתופיות ורשתות

התקנים ביו-מיכטרוניים המחוברים בקרוב לשתף נתונים עם צוותים רפואיים וסביבות חכמות. An exoskeleton יכול להתאים את הסיוע שלו בהתבסס על נתונים בשטח מסמארטפון, או בית חכם יכול לזהות עייפות עצבית של המשתמש ואורות דיאם. למידה מבוססת ענן מבוססת מכונה תוכל לשפר באופן קבוע את אלגוריתמי הבקרה בהתבסס על נתונים אנונימיים, בדומה לאופן שבו מערכות דיבור משפרות בין-ידי ווטסון וחילופי מידע על יעילות מלאכותית: 1.

החזון של "תאום דיגיטלי" עבור כל משתמש ביו-מיצ'טרוניק צובר מתחולל.מודל חישובי מותאם אישית של האנטומיה של המשתמש, הפיזיולוגיה והמכשירים יאפשר לרופאים לדמות התאמות למכשיר לפני יישום אותם בעולם האמיתי.דמיות כאלה יכולות להפחית באופן דרמטי את תהליך הניסוי-וטרור המתאים כיום לאפיין את הנתונים הסטטיסטיים והמצועים של התאומות הדיגיטליות הללו, כמו גם יכולות להגביר את היעילות של בני אדם, ובכך לסייע לתובנות חסרות תקדים.

הביומפטטרוניקה מאמתה במהירות את גבולות היכולת האנושית.מאפשר לאדם משותק לקחת את הצעד הראשון בשנים כדי למנוע פציעות מתחלפות קריירה על רצפת המפעל, היתרונות המוחשיים הם עמוקים מאוד, שכן הטכנולוגיה בוגרת, יהיה חיוני לאזן חדשנות עם שיקול דעת מעמיק של נגישות, ביטחון, ועצם זהות האדם.