Ramię robota nazwane na cześć Luke'a Skywalkera umożliwia amputację i dotykanie

Ramię robota nazwane na cześć Luke'a Skywalkera umożliwia amputację i dotykanie

[ad_1]

Ramię robota, które jest kontrolowane przez myśl, umożliwiło odcięty dotknąć i poczuć ponownie.

Jest tak wrażliwy, że odbiorca Keven Walgamott zerwał winogrona bez ich miażdżenia, obrał banana i był nawet w stanie wysyłać teksty.

Agent nieruchomości mógłby również odebrać jajko bez jego łamania, trzymać rękę żony i założyć obrączkę.

Zmotoryzowane urządzenie zostało nazwane Luke po protezie używanej przez Gwiezdne Wojny postać Luke Skywalker w Imperium kontratakuje.

Kierownik badań profesor Gregory Clark, inżynier biomedyczny, w University of Utah powiedział: „Jedną z pierwszych rzeczy, które chciał zrobić, było umieszczenie jego obrączki. Trudno to zrobić jedną ręką. To było bardzo poruszające. ”

Pan Walgamott z powodzeniem wykonał również kilka zadań, w tym niektóre, które wcześniej uważał za trudne, takie jak umieszczenie poduszki w poszewce na poduszkę.

Protetyczna ręka i palce są kontrolowane przez elektrody wszczepione w mięśnie pacjenta.

Przenośny prototyp opracowany przez zespół Uniwersytetu w Utah jest podłączony do komputera na pasku użytkownika – zapewniając pełną swobodę korzystania z niego w dowolnym miejscu.

Keven Walgamott, agent nieruchomości z Utah, który stracił rękę i część ramienia 17 lat temu w wypadku, testuje nowe ramię protetyczne, które może poruszać się wraz z jego myślami (University of Utah /SWNS)

Pan Walgamott, który jest z Utah, powiedział, że kiedy potrząsnął żoną za rękę, uczucie w palcach było podobne do odczucia osoby pełnosprawnej.

Zmysł dotyku oznacza, że ​​użytkownicy mogą rozróżniać różne powierzchnie. Dzieje się tak, ponieważ „czują” przedmioty za pomocą czujników w dłoni, które przekazują impulsy do nerwów w jego ramieniu.

Po użyciu ramienia Luke'a po raz pierwszy, Walgamott powiedział: „To prawie doprowadziło mnie do łez. To było naprawdę niesamowite. Nigdy nie sądziłem, że będę w stanie znów poczuć tę rękę. ”

Jest jednym z siedmiu badanych i stracił lewą rękę i część ramienia w wypadku elektrycznym w 2002 roku. Jest jednym z 1,6 miliona osób po amputacji w USA. Depresja i lęk są powszechne.

Ręka, która porusza się wraz z myślami danej osoby, działa jak „zamknięta pętla”, co oznacza, że ​​zapobiega również bólowi fantomowemu – powszechnemu zjawisku, w którym amputowani wyobrażają sobie, że zraniona kończyna wciąż tam jest.

Tak więc, podnosząc jajko, mózg pana Walgamotta mógł powiedzieć, żeby nie ścisnął zbyt mocno. Naśladuje sposób, w jaki ludzka ręka czuje przedmioty, wysyłając odpowiednie sygnały do ​​mózgu.

W eksperymentach pan Walgamott był w stanie zgłosić rozmiar, teksturę i rodzaj różnych przedmiotów, nawet gdy miał zawiązane oczy i nosił słuchawki.

Czuł do 119 odczuć, począwszy od presji po wibracje. Mógł zidentyfikować i obsługiwać obiekty szybciej i dokładniej niż jakikolwiek inny system tego rodzaju.

14-miesięczne badanie opublikowane w Nauka Robotyka opiera się na wcześniejszych pracach, demonstrując potencjał biologicznie inspirowanych systemów sprzężenia zwrotnego w celu przywrócenia naturalnego „uczucia” w widmowych rękach osób po amputacji.

Podczas gdy prąd protetyka może zastąpić utracone funkcje motoryczne, użytkownicy nadal wyrażają pragnienie, aby ich sztuczne kończyny były bardziej naturalne.

Współautor Jacob George, doktorant w laboratorium profesora Clarka, powiedział: „Zmieniliśmy sposób wysyłania tych informacji do mózgu, aby pasował do ludzkiego ciała.

„Dopasowując ludzkie ciało, byliśmy w stanie zobaczyć lepsze korzyści. Tworzymy sygnały bardziej realistyczne biologicznie. ”

Oznacza to, że osoba po amputacji nosząca protezę może wyczuć dotyk czegoś miękkiego lub twardego, lepiej zrozumieć, jak ją podnieść i wykonywać delikatne zadania.

Zmotoryzowana proteza została nazwana Luke po protezie ramienia używanej przez postać Star Wars Luke'a Skywalkera (University of Utah College of En)

W przeciwnym razie byłoby to niemożliwe przy standardowej protezie z metalowymi haczykami lub pazurami na ręce.

Ramię Luke zostało stworzone przez DEKA Research & Development Corp z siedzibą w New Hampshire.

Jest on wykonany głównie z metalowych silników i części, z przezroczystą silikonową „skórą” na dłoni i jest zasilany przez zewnętrzną baterię i podłączony do komputera.

W międzyczasie profesor Clark i jego współpracownicy opracowali system, który pozwala urządzeniu dotknąć nerwów użytkownika.

Działają one jak „druty biologiczne”, które wysyłają sygnały do ​​ramienia, aby się poruszyć. Dzieje się tak dzięki wynalazkowi profesora Richarda Normanna z Utah, który nazwał Utah Slanted Electrode Array.

Wiązka 100 maleńkich elektrod i drutów jest wszczepiana do nerwów po amputacji w przedramieniu i podłączana do komputera na zewnątrz ciała.

Tablica interpretuje sygnały z pozostałych jeszcze nerwów ramienia, a komputer tłumaczy je na sygnały cyfrowe, które każą ramieniu się poruszyć.

Ale działa również w drugą stronę. Wykonywanie zadań, takich jak podnoszenie przedmiotów, wymaga czegoś więcej niż tylko mózgu nakazującego ruch ręki.

Ręka protetyczna musi również nauczyć się czuć przedmiot, aby wiedzieć, jak duży nacisk wywierać, ponieważ nie można tego zrozumieć, patrząc na niego.

Po pierwsze, protetyczne ramię ma czujniki w ręku, które wysyłają sygnały do ​​nerwów za pośrednictwem macierzy, aby naśladować uczucie, że ręka chwyta coś.

Ale równie ważne jest, jak te sygnały są wysyłane. Polega na zrozumieniu, w jaki sposób mózg radzi sobie z przejściami w informacji, gdy coś dotyka czegoś po raz pierwszy.

Przy pierwszym kontakcie obiektu impuls impulsów biegnie nerwami do mózgu, a następnie zwęża się. Odtworzenie tego było dużym krokiem.

Keven Walgamott używał sygnałów elektromiograficznych z resztkowych mięśni ramion do poruszania protezą dłoni i manipulowania dużą kulką lacrosse lub małą piłeczką golfową, wszystko z zawiązanymi oczami (George i in., Sci. Robot /SWNS)

Profesor Clark powiedział: „Po prostu dostarczanie odczuć jest wielką sprawą, ale sposób, w jaki wysyłasz te informacje, jest również niezwykle ważny, a jeśli uczynisz je bardziej realistycznymi biologicznie, mózg zrozumie to lepiej i wydajność tego doznania będzie również lepsza . ”

Jego zespół wykorzystał obliczenia matematyczne wraz z zarejestrowanymi impulsami z ramienia małpy, aby stworzyć przybliżony model otrzymywania przez ludzi różnych wzorców sygnału. Zostało to następnie zaimplementowane w systemie ramienia Luke.

Obecnie opracowywana jest całkowicie przenośna wersja, która nie musi być podłączona do komputera poza ciałem. Zamiast tego wszystko będzie połączone bezprzewodowo, dając użytkownikowi całkowitą swobodę.

Jak dotąd praca dotyczyła tylko osób po amputacji, które straciły ramiona pod łokciem, gdzie znajdują się mięśnie do poruszania ręką, ale można je również przystosować dla tych, którzy stracili ręce nad łokciem, powiedział profesor Clark.

Ma nadzieję, że w przyszłym roku trzy osoby testowe będą mogły zabrać ramię do domu, do czasu zatwierdzenia przez rząd.

SWNS

.

[ad_2]

Source link