Robotska ruka nazvana po Lukeu Skywalkeru omogućuje amputiranima da se dodirnu i ponovno osjete: 'Skoro me do suza'

Sve Vijesti
Foto Dan Hixson / University of Utah College of Engineering

Zahvaljujući revolucionarnom novom tehnološkom dostignuću, amputirani Keven Walgamott imao je dobar 'osjećaj' o korištenju nove robotske ruke kako bi pokupio jaje bez drobljenja.

Ono što se čini gotovo za sve ostale može biti više Herkulov zadatak za Walgamotta, koji je prije 17 godina u električnoj nesreći izgubio lijevu ruku i dio ruke. Međutim, kad je podigao jaje, testirao je prototip visokotehnološke protetske ruke s prstima koji se ne samo da se mogu kretati, već se i kretati svojim mislima - i zahvaljujući timu biomedicinskog inženjera sa Sveučilišta u Utahu , dovoljno je dobro „osjetio“ jaje da mu mozak može reći protetskoj ruci da ne stisne prejako.


To je zato što je tim, koji je vodio izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva sa Sveučilišta Utah Gregory Clark, razvio način za 'LUKE Arm' (nazvan tako po robotskoj ruci koju je Luka Skywalker primio uRatovi zvijezda: Carstvo uzvraća udarac) oponašati način na koji ljudska ruka osjeća predmete šaljući odgovarajuće signale u mozak.

Njihova su otkrića objavljena u novom radu u koautorstvu doktoranda U biomedicinskog inženjerstva Jacoba Georgea i drugih kolega u najnovijem izdanju časopisa Znanost Robotika .

PROVJERI: 'Nije sasvim odijelo čovjeka mrava', ali istraživači otkrivaju kako smanjiti predmete na 1000. njihove izvorne veličine

“Promijenili smo način na koji šaljemo te informacije u mozak tako da odgovaraju ljudskom tijelu. A uspoređivanjem ljudskog tijela uspjeli smo vidjeti poboljšane blagodati ”, kaže George. 'Dajemo više biološki realističnih signala.'


To znači da amputirani čovjek koji nosi protetsku ruku može osjetiti dodir nečega mekog ili tvrdog, točno shvatiti kako ga podići i izvoditi osjetljive zadatke koji bi inače bili nemogući sa standardnim protezama s metalnim kukama ili kandžama za ruke.

'Skoro da sam se rasplakao', kaže Walgamott o prvom korištenju LUKE Arm tijekom kliničkih testova 2017. 'Bilo je stvarno nevjerojatno. Nikad nisam pomislio da ću ponovno moći osjetiti tu ruku. '


Keven Walgamott i LUKE Arm - Foto University of Utah Center for Neural Interfaces

Walgamott, agent za promet nekretninama iz West Valley Cityja, Utah, i jedan od sedam ispitanika na Sveučilištu Utah, uspio je pobrati grožđe bez drobljenja, pokupiti jaje bez pucanja i senzacionalno držati suprugu za ruku u prstima slične onima kod radno sposobne osobe.

“Jedna od prvih stvari koje je želio učiniti bilo je staviti vjenčani prsten. To je teško učiniti jednom rukom - kaže Clark. 'Bilo je vrlo dirljivo.'

Te se stvari postižu složenim nizom matematičkih izračuna i modeliranja.

IZGLED: Tata dizajnira plutajući dron koji bi mogao spriječiti desetke potencijalnih utapanja


LUKE Arm je u razvoju oko 15 godina. Sama ruka izrađena je od uglavnom metalnih motora i dijelova s ​​prozirnom silicijskom 'kožom' preko ruke. Napaja se vanjskom baterijom i ožiči na računalo.

U međuvremenu, tim Sveučilišta u Utahu razvija sustav koji omogućuje protetskoj ruci da tapka u živce nositelja, koji su poput bioloških žica koje ruci šalju signale za pomicanje. To čini zahvaljujući izumu nazvanom Utah Slogted Electrode Array. Array je snop od 100 mikro-elektroda i žica koje se implantiraju u živce amputirane osobe na podlaktici i povezuju s računalom izvan tijela. Niz interpretira signale s još uvijek preostalih ruku živaca, a računalo ih prevodi u digitalne signale koji poručuju da se ruka pomiče.

Ali djeluje i na drugi način. Za obavljanje zadataka poput podizanja predmeta potreban je ne samo mozak koji govori ruci da se kreće. Protetska ruka također mora naučiti kako 'osjetiti' predmet kako bi znala koliki pritisak treba vršiti jer to ne možete shvatiti samo gledanjem.

VIŠE: Prva aplikacija za pametni telefon za otkrivanje infekcija uha kod djece mogla bi uštedjeti nepotrebne liječničke posjete

Prvo, protetska ruka u svojoj ruci ima senzore koji putem Array-a šalju signale živcima kako bi oponašali osjećaj koji ruka dobiva kad nešto zgrabi. Ali jednako je važno i kako se šalju ti signali. Uključuje razumijevanje kako se vaš mozak nosi s prijelazima u informacijama kad prvi put nešto dodirne. Nakon prvog kontakta s objektom, rafalni impuls krene živcima do mozga, a zatim se sužava. Ponovno stvaranje ovog bio je velik korak.

'Samo pružanje senzacije je velika stvar, ali način na koji šaljete te informacije također je presudno važan, a ako ga učinite biološki realnijim, mozak će ih bolje razumjeti i izvedba ove senzacije također će biti bolja', kaže Clark .

Da bi to postigao, Clarkov tim koristio se matematičkim proračunima zajedno sa zabilježenim impulsima iz ruke primata kako bi stvorio približni model kako ljudi primaju te različite uzorke signala. Taj je model zatim implementiran u sustav LUKE Arm.

IZGLED: Inspirirani srednjoškolskom knjigom, znanstvenici stvaraju pročistač vode u obliku ruže koji košta samo 2 centa

Uz izradu prototipa LUKE Arm s osjećajem dodira, cjelokupni tim već razvija verziju koja je u potpunosti prijenosna i ne treba je povezivati ​​s računalom izvan tijela. Umjesto toga, sve bi bilo povezano bežično, dajući nositelju potpunu slobodu.

Clark kaže da je Utah Slogted Electrode Array također sposoban slati signale u mozak i više od pukog osjeta dodira, poput boli i temperature, iako se papir prvenstveno bavi dodirom. I dok su u njihovom radu trenutno sudjelovali samo amputirani koji su izgubili ekstremitete ispod lakta, gdje se nalaze mišići za pokretanje šake, Clark kaže da bi se njihova istraživanja mogla primijeniti i na one koji su izgubili ruke iznad lakta.

Clark se nada da će 2020. ili 2021. godine tri ispitanika moći ponijeti kući na uporabu, čekajući odobrenje saveznih regulatornih tijela.

Preštampano sa Sveučilišta u Utahu

(GLEDATIruka u akciji u videu ispod)

Budite sigurni i podijelite snagu dobrih vijesti sa svojim prijateljima na društvenim mrežama ...