Как меняется образ тела при использовании робота-протеза

То, как мы понимаем движение собственного тела, играет важную роль при освоении физических навыков, от спорта до танцев. Но новое исследование показывает, что этот феномен работает совсем по-другому для людей, которые учатся использовать роботизированные протезы.

«Когда люди впервые начинают ходить с протезной ногой, они думают, что их тела двигаются более неуклюже, чем на самом деле», — говорит Хелен Хуанг, автор статьи об этой работе.

«С практикой, по мере того, как их результаты улучшаются, люди по-прежнему плохо оценивают движения своего тела, но они неточны совсем в другом смысле.

«Это первое исследование, изучающее этот феномен у людей, использующих роботизированные протезы нижних конечностей, и оно поднимает ряд вопросов, которые должны помочь нам. улучшить способность людей ходить с помощью этих устройств», — говорит Хуанг, профессор биомедицинской инженерии Объединенного факультета биомедицинской инженерии Лампе в Университете штата Северная Каролина и Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл.

У каждого есть личный образ тела — понимание того, как устроено его тело, как оно движется и так далее. И это понимание нашего тела влияет на то, как мы двигаемся. Осваивая новый физический навык, например танец, мы мысленно представляем, как движутся наши тела, но зачастую это не так, как наши тела движутся на самом деле. Со временем наш мысленный образ того, как движется наше тело, более точно соответствует нашим реальным движениям, и наша физическая работоспособность улучшается.

«Мы хотели узнать больше о том, как и используют ли люди, использующие роботизированное протезирование, это протезное устройство в образе своего тела», — говорит Хуанг.

“Изменится ли ситуация по мере того, как люди станут лучше знакомиться с использованием этих устройств? Есть ли какая-либо связь между включением этих устройств в образ своего тела и их эффективностью при использовании этих устройств?”

Для этого исследования исследователи набрали девять трудоспособных участников исследования. В течение четырех дней участникам исследования было поручено ходить с помощью роботизированного протеза, прикрепленного к согнутому под прямым углом колену. В частности, их просили идти по беговой дорожке как можно быстрее, не касаясь поручней.

Участники практиковались в использовании протеза каждый день. После каждой тренировки участникам показывали компьютерную анимацию, на которой отображался ряд различных биомеханических походок, и предлагалось выбрать, какая походка была наиболее близка к их недавним действиям при использовании протеза.

«Изначально участники чувствовали, что их походка была более неуравновешенной и неуклюжей, чем была на самом деле», — говорит Хуанг.

“К концу четырехдневного исследования участники почувствовали, что их походка стала более плавной и естественной, чем была на самом деле. Результаты всех участников значительно улучшились за эти четыре дня. Тем не менее, все участники по-прежнему были неточными в оценке того, как двигалось их собственное тело – просто более уверенно”.

Исследователи обнаружили, что одной из вещей, на которые участники исследования обращали внимание при оценке собственной походки, было положение туловища. Участники не придавали большого значения поведению самого протеза.

«Одна из причин этого, вероятно, заключается в том, что они получают очень мало прямой обратной связи о поведении устройства — они не видят себя в движении», — говорит Хуанг.

«Это открывает возможность улучшения производительности, предоставляя людям визуальную или другую обратную связь, которую они могут использовать для калибровки образа своего тела и походки во время тренировки с протезным устройством.

«Также будет важно решить проблему чрезмерной самоуверенности людей в своих двигательных навыках», — говорит Хуанг. “Если вы уже думаете, что у вас все отлично, у вас меньше шансов приложить усилия, необходимые для того, чтобы стать лучше, даже если есть значительные возможности для улучшения. Мы думаем, что было бы полезно найти способ дать людям более точную оценку того, как на самом деле движется их тело”.

Статья опубликована в журнале открытого доступа. ПНАС Нексус.

Эта работа была выполнена при поддержке Национальных институтов здравоохранения и Национального научного фонда.

Источник: Штат Северная Каролина