Robotický ‘Třetí Palец’ Mění, Jak Je Ruka Reprezentována V Mozků

Tým výzkumníků z University College London (UCL) prokázal, jak robotický „Třetí Palец“ může změnit, jak je ruka reprezentována v mozku. Jedinci byli vyškoleni k použití robotického extra palce a umožnil jim to provádět jemné úkoly s jednou rukou a dvěma palci.

Podle zprávy výzkumníků zprávy, účastníci se stále více cítili, že Palец je součástí jejich těla.

Měníme Způsob, Jakým Vidíme Protézy

Zařízení se nazývá Třetí Palец a bylo vyvinuto jako součást postgraduální práce na Royal College of Art. Projekt je zaměřen na změnu způsobu, jakým vidíme protézy, a považuje tyto technologie za rozšíření lidského těla, spíše než za náhradu.

Designer Dain Clode poprvé začal vyvíjet zařízení, než se připojil k týmu neurovědců profesora Tamar Makin na UCL. Tým zkoumal, jak mozek může přizpůsobit tělo k augmentaci.

Profesor Makin byl hlavním autorem studie.

“Augmentace těla je rostoucí obor, který má za cíl rozšířit naše fyzické schopnosti, ale chybí nám jasná představa o tom, jak náš mozek může přizpůsobit této augmentaci,” říká Makin. „Studiem lidí, kteří používají Daniho chytrého designu Třetího Palce, jsme se snažili zodpovědět klíčové otázky týkající se toho, zda lidský mozek může podporovat další tělesnou část a jak tato technologie může ovlivnit náš mozek.“

Třetí Palец je vytištěn pomocí 3D tisku, což znamená, že jej lze přizpůsobit. Nosí se na straně ruky, která je naproti uživatelskému palci, a je ovládán uživatelem prostřednictvím senzorů tlaku připojených k podrážce jejich nohou. Senzory jsou bezdrátově připojeny k Palci a oba ovládají různé pohyby Palce v závislosti na změnách tlaku od uživatele.

Studie

Studie zahrnovala 20 účastníků, kteří byli vyškoleni k použití zařízení po dobu pěti dnů. Byli vyzváni, aby si jej vzali domů a používali jej v každodenním životě, což vedlo k dvou až šesti hodinám nošení denně. Tyto 20 účastníků byly porovnány s další skupinou 10 kontrolních účastníků, kteří nosili statickou verzi zařízení.

Školení zahrnovalo úkoly, které pomáhaly zvýšit spolupráci mezi rukou a Palcem, včetně zvedání více míčků nebo sklenic vína jednou rukou. Uživatelé prokázali schopnost rychle se učit a školení jim pomohlo úspěšně zlepšit jejich motorickou kontrolu, jemnost a koordinaci ruky a Palce.

“Naše studie ukazuje, že lidé mohou rychle naučit ovládat zařízení pro augmentaci a používat jej k svému prospěchu, aniž by museli příliš přemýšlet,” říká Clode. „Zjistili jsme, že zatímco používali Třetí Palец, lidé změnili své přirozené pohyby rukou a také uvedli, že robotický palец se cítil jako součást jejich vlastního těla.“

Augmentace Těla

Paulina Kieliba je prvním autorem studie.

“Augmentace těla by mohla být jednou prospěšná pro společnost mnoha způsoby, jako je umožnění chirurgovi pracovat bez asistenta nebo továrnímu dělníku pracovat efektivněji,” říká Kieliba. „Tato práce by mohla revolucionizovat koncept protéz a mohla by pomoci někomu, kdo může používat pouze jednu ruku, aby dělal všechno s tou rukou. Ale abychom se tam dostali, musíme pokračovat ve výzkumu složitých, mezinárodních otázek, jak tato zařízení interagují s našimi mozkem.“

Pomocí fMRI skenů výzkumníci nalezli významné změny v tom, jak byla augmentovaná ruka reprezentována v mozkové kůře. Tyto změny se nezdály být dlouhodobé, protože skeny o týden později ukázaly, že změny v oblasti ruky v mozku se vrátily do normálu.

“Naše studie je první, která zkoumá použití zařízení pro augmentaci mimo laboratoř. Je to první studie o augmentaci provedená po několik dní prodlouženého školení a první, která má neškolenou kontrolní skupinu,” řekla Kieliba. „Úspěch naší studie ukazuje hodnotu blízké spolupráce neurovědců s designéry a inženýry, aby se zajistilo, že zařízení pro augmentaci využívají mozkové schopnosti učit se a přizpůsobovat se, a zároveň zajišťují, že tato zařízení mohou být používána bezpečně.“

“Evolution nás nepřipravila na použití další tělesné části, a my jsme zjistili, že abychom rozšířili naše schopnosti novými a neočekávanými způsoby, mozek bude muset přizpůsobit reprezentaci biologického těla,” dodal Makin.