La IA ofrece un nuevo potencial para las prótesis con la mano impresa en 3D

Una nueva encuesta Mano protésica impresa en 3D combinada con IA ha sido desarrollado por el Laboratorio de Sistemas Biológicos de la Universidad de Hiroshima en Japón. Esta nueva tecnología puede cambiar drásticamente la forma en que funcionan las prótesis. Es otro paso en la dirección de combinar el cuerpo humano físico con la inteligencia artificial, algo hacia lo que definitivamente nos dirigimos. 

La mano protésica impresa en 3D se combinó con una interfaz de computadora para crear el modelo más liviano y económico hasta el momento. Esta versión es la más reactiva a la intención de movimiento que hemos visto. Antes del modelo actual, normalmente estaban hechos de metal, lo que los hacía más pesados ​​​​y más caros. La forma en que funciona esta nueva tecnología es mediante una red neuronal que está entrenada para reconocer ciertas señales combinadas, estas señales han sido denominadas "sinergias musculares" por los ingenieros que trabajan en el proyecto. 

La mano protésica tiene cinco dedos independientes que pueden realizar movimientos complejos. En comparación con los modelos anteriores, estos dedos pueden moverse más y todos al mismo tiempo. Estos desarrollos hacen posible que la mano se use para tareas como sujetar artículos como botellas y bolígrafos. Siempre que el usuario de la tecnología quiera mover la mano o los dedos de una forma determinada, solo tiene que imaginarlo. El profesor Toshio Tsuji de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Hiroshima explicó la forma en que un usuario puede mover la mano impresa en 3D. 

“El paciente solo piensa en el movimiento de la mano y luego el robot se mueve automáticamente. El robot es como una parte de su cuerpo. Puedes controlar el robot como quieras. Combinaremos el cuerpo humano y la máquina como un solo cuerpo vivo”.

La mano impresa en 3D funciona cuando los electrodos de la prótesis miden las señales eléctricas que provienen de los nervios a través de la piel. Se puede comparar con la forma en que funcionan el ECG y la frecuencia cardíaca. Luego, las señales medidas se envían a una computadora dentro de los cinco milisegundos, momento en el cual la computadora reconoce el movimiento deseado. Luego, la computadora envía la señal a la mano. 

Existe una red neuronal que ayuda a la computadora a aprender los diferentes movimientos complejos, se le ha denominado Interfaz Cibernética. Puede diferenciar entre los 5 dedos para que pueda haber movimientos individuales. El profesor Tsuji también habló sobre este aspecto de la nueva tecnología.

“Esta es una de las características distintivas de este proyecto. La máquina puede aprender movimientos básicos simples y luego combinarlos y luego producir movimientos complicados”.

La tecnología se probó entre siete personas, y una de las siete era un amputado que llevaba 17 años usando una prótesis. Los pacientes realizaban tareas diarias y tenían una tasa de precisión del 95 % para un solo movimiento simple y una tasa del 93 % para movimientos complejos. Las prótesis que se utilizaron en esta prueba específica solo fueron entrenadas para 5 movimientos diferentes con cada dedo; podría haber muchos movimientos más complejos en el futuro. Con solo estos 5 movimientos entrenados, el paciente amputado pudo levantar y dejar cosas como botellas y cuadernos. 

Existen numerosas posibilidades para esta tecnología. Podría disminuir el costo al tiempo que proporciona manos protésicas extremadamente funcionales a pacientes amputados. Todavía hay algunos problemas como la fatiga muscular y la capacidad del software de reconocer muchos movimientos complejos. 

Este trabajo fue completado por el Laboratorio de Ingeniería de Sistemas Biológicos de la Universidad de Hiroshima junto con pacientes del Centro de Rehabilitación de Robots en el Instituto Hygo de Tecnología Auxiliar, Kobe. La empresa Kinki Gishi fue la responsable de crear el encaje que se utilizó en el brazo del paciente amputado.