För en kort stund, Kerry Finn kändes som "The Terminator" eller "The Six Million Dollar Man". Den 60-årige pensionerade lastbilschauffören från Salt Lake County, Utah, förlorat sitt vänstra ben till kärlsjukdom från typ 2-diabetes. Men förra året, han var en av 10 mänskliga försökspersoner vid University of Utah för att testa ett av världens första verkligt bioniska ben, en självdriven protetisk lem med en datorprocessor och motoriserade leder i fotleden och knäet som gör att en amputerad kan gå med mer kraft, kraft och bättre balans.

"Om du någonsin har sett "The Terminator, ' så var det, " Finn säger om erfarenheten av att testa det bioniska benet över standardprotesen han normalt använder. "Det fick mig att känna att jag kunde göra saker som jag inte kunde göra tidigare. Varje gång jag tog ett steg, det var en fantastisk känsla."

University of Utah biträdande professor i maskinteknik Tommaso Lenzi, som leder projektet som utvecklar "Utah Bionic Leg, " har precis fått två anslag för att ytterligare utveckla tekniken. Det ena är ett pris på 2,2 miljoner dollar från National Institute of Health och det andra ett pris på 600 dollar, 000 anslag från National Science Foundation.

Bättre, starkare, snabbare

Som de bioniska lemmar på fiktiv astronaut, Steve Austin, i den populära tv-serien, "Sex miljoner dollar mannen, "Lenzis Utah Bionic Leg kan göra amputerade bättre, starkare och snabbare, dock inte nödvändigtvis med Austins styrka att lyfta bilar eller springa i 60 miles per timme.

Istället, Lenzis riktiga bioniska ben har sensorer, motorer, en datorprocessor och artificiell intelligens som alla samverkar för att ge användaren mer kraft att gå med mindre stress på kroppen än med en vanlig protes. Det betyder människor med amputationer, särskilt äldre personer, kan gå mycket längre med det nya benet.

"Om du går snabbare, det kommer att gå snabbare för dig och ge dig mer energi. Eller så anpassar den sig automatiskt till stegets höjd. Eller det kan hjälpa dig att ta dig över hinder, säger Lenzi.

Benet använder specialdesignade kraft- och vridmomentsensorer samt accelerometrar och gyroskop för att hjälpa till att bestämma benets position i rymden. Dessa sensorer är anslutna till en datorprocessor som uppfattar omgivningen och bestämmer användarens rytmiska rörelser, steglängd och gånghastighet. Baserat på dessa realtidsdata, den ger sedan kraft till motorerna i lederna för att hjälpa till att gå, står upp, gå uppför trappor, eller manövrera runt hinder.

"Varje gång du tar ett steg, den är driven, och det ger en viss kick. Det ger mig också förmågan att ta två steg åt gången och gå uppför trappor, " säger Finn. "Med det här benet, det är mindre belastning på min stubbe. Du behöver inte jobba lika hårt. Och det tar bort mycket av stressen från kroppen."

Halva vikten

Lika viktigt, benet är utformat för att väga cirka sex pund, hälften av vikten av andra bioniska ben under utveckling, en enorm fördel för en stor demografi av amputerade – äldre människor eller de som, som Finn, förlorat en nedre extremitet till kärlsjukdom.

"De människor som behöver dessa bioniska ben är de som normalt är mest begränsade - de äldre, säger Lenzi.

Medan protesen är gjord av mestadels aluminium och titan, den lätta konstruktionen beror mer på benets design där "alla element spelar tillsammans, Lenzi säger. "Vi har ett unikt sätt att designa systemen."

Till exempel, benet använder ett smart transmissionssystem som ansluter de elektriska motorerna till lederna. Detta optimerade system vet intuitivt vilken typ av aktivitet användaren vill göra och anpassar sig automatiskt till det, som att växla på en cykel. Benet använder även mindre batterier för att driva motorn som är inbyggd i benet.

Lenzi och hans team har precis fått statliga anslag för att undersöka hur benet gör det möjligt för en användare att röra sig bättre och göra mer. Teamet kommer också att undersöka hur protesen kan utformas för att bättre förutse en användares rörelser genom att spåra muskelaktivitet i personens kvarvarande lem.

"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."