إبهام روبوتي ‘ثالث’ يغير الطريقة التي نرى بها الأطراف الصناعية

أثبت فريق من الباحثين في جامعة لندن (UCL) كيف يمكن لإبهام روبوتي “ثالث” تغيير الطريقة التي يتم بها تمثيل اليد في الدماغ. تم تدريب الأفراد على استخدام إبهام روبوتي إضافي ، وأمكنهم أداء مهام خفيفة باليد باستخدام إبهامين.

وفقًا لتقرير الباحثين التقرير، شعرت المشاركون بشكل متزايد أن الإبهام كان جزءًا من جسدهم.

تغيير الطريقة التي نرى بها الأطراف الصناعية

يسمى الجهاز “الإبهام الثالث” ، وتم تطويره كجزء من مشروع ما بعد التخرج في الكلية الملكية للفنون. يهدف المشروع إلى تغيير الطريقة التي نرى بها الأطراف الصناعية ، ونظرًا لتكنولوجيا هذه الأجهزة على أنها امتداد للجسم البشري وليس بديلاً عنه.

بدأ مصمم داين كلود تطوير الجهاز قبل انضمامه إلى فريق البروفيسور تامار ماكين من علماء الأعصاب في UCL. كان الفريق يبحث في كيفية تعلم الدماغ للتكيف مع تعزيز الجسم.

كان البروفيسور ماكين هو المؤلف الرئيسي للدراسة.

“تعزيز الجسم هو مجال متزايد يهدف إلى تعزيز قدراتنا الجسدية ، ومع ذلك نقص فهم واضح لكيفية تعلم أدمغتنا للتكيف معه” ، يقول ماكين. “من خلال دراسة أشخاص يستخدمون إبهام داني الذكي ، سعينا للإجابة على أسئلة رئيسية حول ما إذا كان دماغ الإنسان يمكنه دعم جزء جسدي إضافي ، وكيف يمكن لتكنولوجيا هذه الأجهزة التأثير على أدمغتنا”.

يتم طباعة الإبهام الثالث ثلاثي الأبعاد ، مما يعني أنه يمكن تخصيصه. يُ穿 على جانب اليد المعاكس لإبهام المستخدم ، ويتم التحكم فيه بواسطة المستخدم من خلال حساسات الضغط المرفقة بالجانب السفلي من قدميه. تكون الحساسات متصلة لاسلكيًا بالإبهام ، ويتحكم كلاهما في حركات الإبهام المختلفة استجابةً لتغيرات الضغط من المستخدم.

الدراسة

شملت الدراسة 20 مشاركًا تم تدريبهم على استخدام الجهاز خلال فترة خمسة أيام. تم تشجيعهم على أخذ الجهاز إلى المنزل واستخدامه في الحياة اليومية ، مما أدى إلى ساعتين إلى ست ساعات من وقت ارتداء الجهاز كل يوم. تم比较 هؤلاء المشاركين مع مجموعة تحكم إضافية من 10 مشاركين يرتدون نسخة ثابتة من الجهاز.

شمل التدريب مهام ساعدت على زيادة التعاون بين اليد والإبهام ، بما في ذلك التقاط الكرات أو كؤوس النبيذ المتعددة بيد واحدة. أظهر المستخدمون khảية التعلم بسرعة ، وساعد التدريبهم على تحسين التحكم الحركي والدقة والتنسيق بين اليد والإبهام بنجاح.

“دراستنا تظهر أن الناس يمكنهم التعلم بسرعة للتحكم في جهاز تعزيز وتحقيق الفائدة منه ، دون التفكير كثيرًا” ، يقول كلود. “لقد رأينا أن الناس ، أثناء استخدام الإبهام الثالث ، غيروا حركات يدهم الطبيعية ، وأبلغوا أيضًا أن الإبهام الروبوتيfelt مثل جزء من جسدهم”.

تعزيز الجسم

باولينا كييلبا هي المؤلفة الأولى للدراسة.

“يمكن أن يكون تعزيز الجسم قيمًا للمجتمع في العديد من الطرق ، مثل تمكين الجراح من الاستغناء عن مساعد ، أو عامل المصنع للعمل بكفاءة أكبر” ، يقول كييلبا. “يمكن أن يغير هذا الخط من العمل مفهوم الأطراف الصناعية ، ويمكن أن يساعد شخصًا يمكنه استخدام يد واحدة فقط ، بشكل دائم أو مؤقت ، على القيام بكل شيء بيد واحدة. لكننا بحاجة إلى الاستمرار في البحث في الأسئلة المعقدة والمultidisciplinary حول كيفية تفاعل هذه الأجهزة مع أدمغتنا”.

من خلال مسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، وجد الباحثون تغييرات كبيرة في كيفية تمثيل اليد المحسنة في قشرة الدماغ الحسية الحركية. لم تظهر التغيرات على أنها طويلة الأمد ، حيث أظهرت المسح بعد أسبوع أن التغيرات في منطقة اليد في الدماغ قد انحسرت.

“دراستنا هي الأولى التي تحقق في استخدام جهاز تعزيز خارج المختبر. وهي الأولى التي أجريت على مدار عدة أيام من التدريب المطول ، والاولى التي لديها مجموعة مقارنة غير مدربة” ، يقول كييلبا. “نجاح دراستنا يظهر قيمة عمل علماء الأعصاب بشكل وثيق مع المصممين والمهندسين ، لضمان أن أجهزة التعزيز تستفيد من قدرة أدماغنا على التعلم والتكيف ، مع ضمان استخدام أجهزة التعزيز بأمان”.

“لم يعدّ التطور البشرينا لاستخدام جزء جسدي إضافي ، ولقد وجدنا أن توسيع قدراتنا بطرق جديدة وغير متوقعة ، سيتطلب من الدماغ تعديل تمثيل الجسم البيولوجي” ، يضيف ماكين.