Chúng ta đã nghe nói về cánh tay giả được trang bị cảm biến xúc giác, mang lại cho những người bị khuyết tật cảm giác chạm vào tay giả. Và bây giờ các nhà khoa học hiện đã làm điều tương tự với chân giả, cho phép người dùng đi lại với nỗ lực ít hơn nhiều.

Khi chúng ta đi xung quanh sẽ cảm thấy áp lực khác nhau ở lòng bàn chân khi chân chạm đất, cộng với việc chúng ta cảm thấy đầu gối của mình chuyển động. Tuy nhiên, các ống tiêm trên đầu gối, thiếu loại thông tin cảm giác này – ít nhất là ở một bên của cơ thể của những người khuyết tật.

Kết quả là, họ không biết chính xác làm thế nào hoặc khi nào chân giả của họ tiếp xúc với mặt đất, và họ cũng không biết mức độ mà đầu gối của nó bị uốn cong. Điều này thường khiến họ phụ thuộc quá nhiều vào chân thực của họ, dẫn đến dáng đi không đều, chấn thương cơ xương và mệt mỏi.

Phối hợp với các đồng nghiệp từ startup SensArs của Thụy Sĩ và Đại học Freiburg của Đức, một nhóm từ viện nghiên cứu ETH Zurich đã quyết định giải quyết tình huống đó.

Các nhà khoa học bắt đầu với một chân nhân tạo có bán trên thị trường được sản xuất bởi công ty chân tay giả Össur, sau đó thêm các cảm biến xúc giác vào đế của bàn chân. Khi hai đối tượng thử nghiệm trong khoảng thời gian ba tháng, tín hiệu được truyền từ các cảm biến đó – và từ khớp gối điện của chân – đến các điện cực được cấy tạm thời vào đùi của mỗi tình nguyện viên. Những điện cực đó kích thích các dây thần kinh chân còn lại thông qua các xung điện, về cơ bản cho phép hai cá nhân “cảm nhận” chân và đầu gối của chân giả.

Khi những người tham gia thực hiện một bài tập đi bộ, họ báo cáo rằng sự tự tin của họ đối với chân nhân tạo đã được cải thiện rất nhiều, cho phép họ di chuyển nhanh hơn trên các bề mặt mềm, không bằng phẳng như cát.

Khoa học hơn, mặt nạ theo dõi mức tiêu thụ oxy mà các tình nguyện viên đeo cho thấy rằng đi bộ ít đòi hỏi về thể chất hơn khi hệ thống phản hồi thần kinh của chân được bật. Ngoài ra, các phép đo hoạt động não của họ cũng cho thấy hệ thống khiến việc đi bộ ít đòi hỏi tinh thần hơn.

Và như một lợi ích bổ sung, khi các điện cực được kích hoạt độc lập với bộ phận giả – kích thích các dây thần kinh chân trong khoảng thời gian quy định – cơn đau chân tay ảo tồn tại đã giảm đáng kể ở một đối tượng thử nghiệm và loại bỏ ở đối tượng thử nghiệm khác.

Các nhà khoa học hiện đang lên kế hoạch tiến hành một nghiên cứu dài hơn, lớn hơn, trong khi SensArs đang nghiên cứu một phiên bản điện cực được cấy ghép vĩnh viễn, sẽ tồn tại trong cơ thể người dùng như máy tạo nhịp tim.

Hệ thống được minh họa trong video sau.