Η τεχνητή νοημοσύνη φέρνει νέες δυνατότητες για τα προθέματα με 3D-εκτυπωμένες χέρια

Ένα νέο 3D-εκτυπωμένο προθετικό χέρι που ζευγαρώνεται με τεχνητή νοημοσύνη έχει αναπτυχθεί από το Εργαστήριο Βιολογικών Συστημάτων του Πανεπιστημίου Χιροσίμα στην Ιαπωνία. Αυτή η νέα τεχνολογία μπορεί να αλλάξει δραματικά τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα προθέματα. Είναι ένα ακόμη βήμα στην κατεύθυνση της συνδυασμού του φυσικού ανθρώπινου σώματος με την τεχνητή νοημοσύνη, κάτι που σίγουρα προχωράμε.

Το 3D-εκτυπωμένο προθετικό χέρι έχει ζευγαρωθεί με μια διεπαφή υπολογιστή για να δημιουργήσει το ελαφρύτερο και φθηνότερο μοντέλο μέχρι τώρα. Αυτή η έκδοση είναι η πιο αντιδραστική στη κίνηση που έχουμε δει. Πριν από το τρέχον μοντέλο, αυτά τα προθέματα κατασκευάζονταν συνήθως από μέταλλο, γεγονός που τα καθιστά βαρύτερα και πιο ακριβά. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί αυτή η νέα τεχνολογία είναι μέσω ενός νευρωνικού δικτύου που έχει εκπαιδευτεί για να αναγνωρίζει bestimmμένες συνδυασμένες σήματα, τα οποία έχουν ονομαστεί “μυϊκές συναρτήσεις” από τους μηχανικούς που εργάζονται στο πρότζεκτ.

Το προθετικό χέρι έχει πέντε ανεξάρτητους δακτύλους που μπορούν να κάνουν σύνθετες κινήσεις. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα μοντέλα, αυτοί οι δάκτυλοι μπορούν να κινηθούν περισσότερο καθώς και όλα ταυτόχρονα. Αυτές οι εξελίξεις καθιστούν δυνατό το χέρι να χρησιμοποιηθεί για εργασίες όπως το κράτημα αντικειμένων όπως μπουκάλια και στυλό. Όταν ο χρήστης της τεχνολογίας θέλει να κινήσει το χέρι ή τους δακτύλους με έναν bestimmμένο τρόπο, του αρκεί να το φανταστεί. Ο καθηγητής Toshio Tsuji του Τμήματος Μηχανικής του Πανεπιστημίου Χιροσίμα εξήγησε τον τρόπο με τον οποίο ο χρήστης μπορεί να κινήσει το 3D-εκτυπωμένο χέρι.

«Ο ασθενής απλώς σκέφτεται την κίνηση του χεριού και στη συνέχεια ο ρομπότ κινείται αυτόματα. Ο ρομπότ είναι σαν ένα μέρος του σώματός του. Μπορείτε να ελέγχετε τον ρομπότ όπως θέλετε. Θα συνδυάσουμε το ανθρώπινο σώμα και τη μηχανή σαν ένα ζωντανο σώμα».

Το 3D-εκτυπωμένο χέρι λειτουργεί όταν ηλεκτρόδια στο προθετικό μετρούν ηλεκτρικά σήματα που προέρχονται από νεύρα μέσω του δέρματος. Μπορεί να συγκριθεί με τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα ECG και οι καρδιακοί ρυθμοί. Τα μετρημένα σήματα στέλνονται στη συνέχεια σε έναν υπολογιστή μέσα σε πέντε χιλιοστά του δευτερολέπτου, στο οποίο σημείο ο υπολογιστής αναγνωρίζει την επιθυμητή κίνηση. Ο υπολογιστής στη συνέχεια στέλνει το σήμα πίσω στο χέρι.

Υπάρχει ένα νευρωνικό δίκτυο που βοηθά τον υπολογιστή να μάθει τις διάφορες σύνθετες κινήσεις, το οποίο έχει ονομαστεί Κυβερνητική Διεπαφή. Μπορεί να διακρίνει μεταξύ των 5 δακτύλων ώστε να υπάρξουν ατομικές κινήσεις. Ο καθηγητής Tsuji μίλησε επίσης για αυτό το χαρακτηριστικό της νέας τεχνολογίας.

«Αυτό είναι ένα από τα διακριτά χαρακτηριστικά του προτζεκτ. Η μηχανή μπορεί να μάθει απλές βασικές κινήσεις και στη συνέχεια να τις συνδυάσει και να παράγει σύνθετες κινήσεις».

Η τεχνολογία δοκιμάστηκε μεταξύ επτά ατόμων, και ένα από τα επτά ήταν ένα άτομο που είχε χάσει ένα χέρι και φορούσε ένα προθετικό για 17 χρόνια. Οι ασθενείς εκτέλεσαν καθημερινές εργασίες και είχαν ποσοστό ακρίβειας 95% για απλές κινήσεις και 93% για σύνθετες κινήσεις. Τα προθέματα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτό το συγκεκριμένο τεστ είχαν εκπαιδευτεί μόνο για 5 διαφορετικές κινήσεις με κάθε δάκτυλο· θα μπορούσαν να υπάρξουν πολλές περισσότερες σύνθετες κινήσεις στο μέλλον. Με μόνο αυτές τις 5 εκπαιδευμένες κινήσεις, ο ασθενής που είχε χάσει το χέρι ήταν σε θέση να πιάσει και να βάλει κάτω αντικείμενα όπως μπουκάλια και σημειωματάρια.

Υπάρχουν πολλές δυνατότητες για αυτή τη τεχνολογία. Μπορεί να μειώσει το κόστος ενώ παρέχει εξαιρετικά λειτουργικά προθέματα σε ασθενείς που έχουν χάσει ένα χέρι. Υπάρχουν ακόμη κάποια προβλήματα όπως η μυϊκή κούραση και η ικανότητα του λογισμικού να αναγνωρίζει πολλές σύνθετες κινήσεις.

Αυτό το έργο ολοκληρώθηκε από το Εργαστήριο Βιολογικών Συστημάτων του Πανεπιστημίου Χιροσίμα μαζί με ασθενείς από το Κέντρο Αποκατάστασης Ρομπότ στο Ινστιτούτο Βοηθητικών Τεχνολογιών Χιόγκο, Κόμπε. Η εταιρεία Kinki Gishi ήταν υπεύθυνη για τη δημιουργία του σωλήνα που χρησιμοποιήθηκε στο βραχίονα του ασθενούς που είχε χάσει το χέρι. Αυτές οι κινήσεις. Αυτό το έργο ολοκληρώθηκε από το Εργαστήριο Βιολογικών Συστημάτων του Πανεπιστημίου Χιροσίμα μαζί με ασθενείς από το Κέντρο Αποκατάστασης Ρομπότ στο Ινστιτούτο Βοηθητικών Τεχνολογιών Χιόγκο, Κόμπε. Η εταιρεία Kinki Gishi ήταν υπεύθυνη για τη δημιουργία του σωλήνα που χρησιμοποιήθηκε στο βραχίονα του ασθενούς που είχε χάσει το χέρι.