Возможны ли «роботизированные» протезы в викторианскую эпоху?

В моем мире я хотел бы иметь ветерана, вдохновленного киборгами, но не уверен, какие протезы были бы возможны, в идеале без использования электричества.

Меня больше всего беспокоит то, как можно управлять протезами (или нужно ли их вообще контролировать), поскольку обработка входных данных и преобразование их в механическое действие покрывается сложностью существующих технологий в моем мире.

Например, я потерял ногу и построил копию своей ноги, способную двигаться всеми способами, которыми двигалась бы естественная нога. Я могу привязать его к себе, но не могу им управлять. Реагирует ли он на угол моей ноги относительно силы тяжести? Мне привязать веревку и использовать ее как марионетку?

Протезы, которые мне были бы интересны, были бы

  1. Протезы ног
    , экзартикуляция тазобедренного сустава, трансфеморальный протез, экзартикуляция коленного сустава, транстибиальный протез, ампутация Сайма, стопа, частичная стопа и палец
  2. Протезы руки
    передняя четвертина, плечевое вычленение, чресплечевой протез, локтевое вычленение, трансрадиальный протез
  3. Протезы кисти
    экзартикуляция запястья, полная кисть, частичная кисть, палец, частичный палец
Искусственный мозг? Действительно? Это уже не протез, это искусственно управляемое человеческое тело.
@Mołot Справедливое замечание, я этого не учел. Что, если заменить мозг лишь частично? Будет ли это управлять человеком или машиной? Какой философский вопрос.
Я думаю, вам следует сузить цель. Замена колена, по требованию, отличается от замены сердца или мозга. В противном случае ваш вопрос может быть слишком широким.
Ваш вопрос слишком широк и совершенно неясен (или, по крайней мере, сбивает с толку). Вы хотите знать, была бы возможна функционирующая (подвижная) рука/нога/любой протез без электронных схем управления? Или в вашем мире есть такие схемы, и вам нужна помощь, как передавать в них сигналы?
@Elmy Теперь стало яснее?
В качестве примера посмотрите Gotz the Iron Hand. у нас действительно есть некоторые из его протезов и схемы других. Если бы у вас были деньги, вы могли бы получить довольно впечатляющие инженерные решения. Greatancestors.com/gottfried-von-berlichingen
Что Вы ищете? Нет электричества, но он все равно работает как настоящий? Это стимпанк? Мы говорим о клапанах и пневматике, приводимой в движение крошечными паровыми двигателями? В викторианскую эпоху были протезы с механическим приводом, но закидывать уголь лопатой в паровой двигатель на спине было бы немного неудобно. Как и во всем, что касается стимпанка... вам нужно просто сделать это, потому что вы не сможете это оправдать. Ответы на вопрос «Может ли X существовать в эпоху Y» всегда «нет», потому что, очевидно, этого не произошло. Вопрос «Что нужно изменить, чтобы позволить X существовать в эпоху Y» может быть более интересным.
@JBH Я склонен не соглашаться. Известным примером моего мнения по этому вопросу может быть аналитическая машина Чарльза Бэббиджа, механическое устройство, способное выполнять программируемые вычисления, делающие его полным по Тьюрингу, которое было бы за много, много лет до того, как пришло время, если бы была финансовая поддержка для создания это было вокруг. Если вам нужен внешний источник энергии, он, скорее всего, будет паровым, но, возможно, может работать и на химической основе. На мой взгляд, вопросы, касающиеся «Может ли X существовать в эпоху Y», на самом деле задают вопрос: «Если бы у кого-то возникла идея в эпоху Y, смогли бы они создать X?»
@ALambentEye Вы говорите о чем-то, что весило тонну и требовало ручного запуска для работы. проблема не в шестернях. Технология передачи определенно существовала, чтобы делать то, что вы хотите (ср. Робот Леонардо ). Проблема заключается в длительном использовании, что означает, что кто-то постоянно наматывает пружину или у вас есть источник питания. Какой источник питания вы будете использовать? Вы исключили самое очевидное и удобное решение.
@JBH Так я и сделал. Разве это не интересно?

Ответы (4)

До открытия электричества можно было построить функциональный протез руки, но его функциональность была очень ограниченной. И механизм должен быть подключен непосредственно к мышце через что-то вроде пирсинга.

Фердинанд Зауэрбрух был немецким хирургом, который разработал такой протез, названный «рукой Зауэрбруха».

Вот статья, описывающая и показывающая механизм на рисунках 2 и 3 ( предупреждение о возможных неприятных картинках ).

введите описание изображения здесь

Положите руку на стол (или другую поверхность) и сожмите кулак. Теперь согните кулак вверх как можно дальше, не теряя контакта руки со столом. Почувствуйте сокращенную мышцу в верхней части руки, прямо под локтем. Это одна из возможных мышц, управлявших протезом руки.

Врачи сделали надрез на этой мышце и проткнули ее небольшим бруском из слоновой кости (как современный пирсинг, но прямо через мышцу). Этот стержень из слоновой кости был соединен с рукой через кожаные полоски и закрывал руку, когда мышца сгибалась, как мусорный коготь.

Недостатком было то, что, хотя в этой области есть другие мышцы, которые могли бы контролировать больше функций, они либо слишком глубоко внутри руки, либо слишком близко друг к другу и будут мешать механизмам друг друга.

На дворе 21 век, а искусственно управляемые протезы только начинают появляться. Не из-за отсутствия усилий или идей — мы знали об электричестве и химии нервов довольно давно, — а из-за недостаточной точности обнаружения и обработки сигналов. Первый успех был в 1957 году , более чем через полвека после окончания викторианской эпохи в 1901 году.

История ЭЭГ началась в 1875 году , поэтому есть некоторые признаки того, что мы могли читать и интерпретировать нейронные сигналы еще в викторианскую эпоху. К сожалению, первая ЭЭГ человека была зарегистрирована в 1924 году. Я не могу выяснить почему, но мы ясно видим, что в викторианскую эпоху люди знали, что они пытаются исследовать, и пытались, просто не могли .

Для контроля хорошо то, что на некоторых участках этого делать не нужно. У моей жены ампутация ниже колена, она все еще учится ходить на своем протезе без электропривода, и в хороший день вы не можете сказать, что с ее походкой вообще что-то не так. Вам просто нужны упругие ножки, амортизаторы, хорошая розетка и т. д. Теоретически все, что возможно в викторианскую эпоху, если менее прочное и тяжелое.

Что касается ампутации выше колена, то колено — это очень, очень сложное дело. Люди, использующие протезы с искусственным коленом, никогда не ходят так, как ходят полноценные люди, но, черт возьми, они бегают! Некоторые из них очень хорошо бегают и даже возвращаются на военную службу! К сожалению, насколько я смог понять из технических характеристик таких колен, точность и материалы, необходимые для современного колена, немного превосходят викторианские возможности. Немного - достаточно близко, чтобы для настроек стимпанка я бы позволил этому летать.

Другой протез будет в основном для эстетических целей. Имейте в виду, это не мелочь!


Что касается эндопротезов, можно с уверенностью предположить, что они у нас появились, как только мы смогли. Это означает, что костные трансплантаты из золота, дерева, костей животных и т. д. были известны еще в эпоху неолита . Мы (человечество) пытались создать мифы о других операциях, но нет никаких доказательств того, что они были успешными до 20 века.

Нет, вы не можете вернуть полный контроль, вы можете получить частичный контроль несколькими способами.

  1. лямки к другим суставам, классическая рука с разрезным крючком работает от простого ремня и троса. вытягивание руки открывает тиски, втягивание ее закрывает. Сила сцепления обеспечивается противодействующей пружиной. Это в основном ограничивает вас одним двумя суставами, которые вы можете контролировать.

  2. построен в динамике. это чаще всего используется на ноге, вспомните великолепно спроектированные пружинные стопы, которые Оскар Писториус использовал для участия в олимпийских играх. вес тела сжимает пружину, а затем наклон вперед с пониженным грузом приводит к тому, что пружина толкает вас вперед. Ранние искусственные ноги просто использовали гравитацию и пружины.

  3. Ответ Элми против использования имплантатов из слоновой кости для перемещения одного или двух механизмов, вы должны посмотреть там.

Другие соединения либо полностью исключены, либо используют какой-либо механизм блокировки с ручным управлением. Это может завести вас довольно далеко. Возьмем Готца Железную Руку из Германии. которому в 16 веке сделали несколько искусственных рук, которыми он мог писать, ездить верхом и драться. У одного был сложный набор рычагов и пружин, которые позволяли «устанавливать» пальцы в различных конфигурациях. Вы также можете поискать конечности Хангера, где представлено множество протезов, построенных Джеймсом Хангером во время гражданской войны в США.

введите описание изображения здесь

Вот три документа, которые могут оказаться полезными. Краткая история протезов рук.

А в анамнезе искусственные ноги и другое или протезы вообще .

Однажды я читал о мальчике-барабанщике, который потерял ногу во время Гражданской войны в США 1861–1865 годов. Он был недоволен имеющимися протезами ног, сделал себе лучший и основал компанию по их продаже.

Гражданская война в США создала обширный рынок протезов — после войны правительства некоторых южных штатов тратили большие проценты (например, 25 процентов) своего годового бюджета на протезы. А американцы были относительно богаты по сравнению с китайцами, например, после восстания тайпинов, а также относительно изобретательны.

Таким образом, я подозреваю, что многие улучшенные протезы были изготовлены после Гражданской войны в США, и что сравнительно мало улучшений было сделано в остальную часть викторианской эпохи после этого.

Верно это или нет, вы можете спросить о лучших протезах викторианской эпохи на исторических сайтах, таких как History Stack Exchange, Historum, History Reddit и т. д., а также попросить предложения о том, как лучшие протезы викторианской эпохи могли быть улучшены с помощью Викторианский технологический уровень.

легенда о Джеймсе Хангере