रोबोटिक्स और भौतिक एआई
चुंबक-आधारित प्रणाली लोगों को पहनने योग्य रोबोटिक्स को नियंत्रित करने में मदद करती है
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एमआईटी में शोधकर्ताओं की एक टीम ने मांसपेशियों की गतिविधियों की निगरानी करने का एक नवाचारी तरीका विकसित किया है। टीम के अनुसार, यह नया सिस्टम लोगों को प्रोस्थेटिक अंगों और अन्य पहनने योग्य रोबोटिक उपकरणों को नियंत्रित करना आसान बना देगा।
दो शोध पत्र पत्रिका में प्रकाशित हुए थेफ्रंटियर्स इन बायोइंजीनियरिंग एंड बायोटेक्नोलॉजी।
चुंबक-आधारित प्रणाली को उच्च सटीकता और सुरक्षा के साथ साबित किया गया था, और यह मांसपेशियों की लंबाई को गति के दौरान ट्रैक कर सकती है। टीम ने जानवरों पर अध्ययन किया और यह दिखाया कि यह रणनीति प्रोस्थेटिक उपकरणों वाले व्यक्तियों को अधिक प्राकृतिक तरीके से उन्हें नियंत्रित करने में मदद कर सकती है।
कैमरून टेलर एमआईटी के एक शोध वैज्ञानिक और शोध के सह-लेखक हैं।
“इन हाल के परिणामों से पता चलता है कि यह उपकरण प्राकृतिक गतिविधि के दौरान मांसपेशियों की गति को ट्रैक करने के लिए प्रयोगशाला के बाहर उपयोग किया जा सकता है, और वे यह भी सुझाव देते हैं कि चुंबकीय इम्प्लांट स्थिर और जैव संगत हैं और वे कोई असुविधा पैदा नहीं करते हैं,” टेलर ने कहा।
प्राकृतिक गतिविधियों के दौरान मांसपेशियों को मापना
शोध से पता चला कि वे टर्की की पिंडली की मांसपेशियों की लंबाई को सटीक रूप से माप सकते हैं क्योंकि वे विभिन्न प्राकृतिक गतिविधियों जैसे दौड़ना और कूदना करते हैं। उन्होंने इन्हें छोटे चुंबकीय मोतियों के साथ मापा, जो मांसपेशियों में प्रत्यारोपण के बाद सूजन या अन्य हानिकारक प्रभाव पैदा नहीं करते थे।
ह्यूग हर्र मीडिया कला और विज्ञान के प्रोफेसर, एमआईटी में के लिसा यांग सेंटर फॉर बायोनिक्स के सह-निदेशक, और एमआईटी के मैकगवर्न इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन रिसर्च के एक सहयोगी सदस्य हैं।
“मैं इस नए प्रौद्योगिकी के नैदानिक संभावनाओं के लिए बहुत उत्साहित हूं, जो अंग-हानि वाले व्यक्तियों के लिए बायोनिक अंगों को नियंत्रित करने और प्रभावी बनाने में सुधार कर सकती है,” हर्र कहते हैं।
वर्तमान में संचालित प्रोस्थेटिक अंग आमतौर पर सतह इलेक्ट्रोमायोग्राफी (ईएमजी) नामक दृष्टिकोण के साथ नियंत्रित होते हैं। इस दृष्टिकोण में, त्वचा की सतह या कटे हुए अंग की शेष मांसपेशियों में प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड व्यक्ति की मांसपेशियों से विद्युत संकेतों को माप सकते हैं। इन मापों को तब प्रोस्थेटिक में डाला जाता है ताकि व्यक्ति इसे नियंत्रित कर सके।
ईएमजी दृष्टिकोण में कुछ सीमाएं हैं। एक के लिए, यह मांसपेशियों की लंबाई या वेग के बारे में कोई जानकारी नहीं देता है, जो दोनों प्रोस्थेटिक आंदोलनों को अधिक सटीक बना सकते हैं।
मैग्नेटोमाइक्रोमेट्री रणनीति
एमआईटी टीम की रणनीति मैग्नेटोमाइक्रोमेट्री नामक दृष्टिकोण पर निर्भर करती है, जो मांसपेशियों में प्रत्यारोपित छोटे मोतियों के आसपास के स्थायी चुंबकीय क्षेत्रों का लाभ उठाती है। शरीर के बाहर एक छोटा सेंसर जुड़ा होता है, और प्रणाली दो चुंबकों के बीच की दूरी को ट्रैक कर सकती है। मांसपेशियों के संकुचन के दौरान चुंबक एक दूसरे के करीब आते हैं और जब यह फैलता है तो वे अलग हो जाते हैं।
शोधकर्ताओं ने दिखाया कि यह प्रणाली एक गैर-प्रयोगशाला सेटिंग में प्राकृतिक आंदोलनों को सटीक रूप से माप सकती है। उन्होंने टर्की के लिए रैंप का एक बाधा कोर्स बनाकर ऐसा किया, जिस पर वे चढ़ सकते थे। उन्होंने टर्की के लिए कूदने और उतरने के लिए बक्से भी बनाए। चुंबकीय सेंसर के साथ, टीम गतिविधियों के दौरान मांसपेशियों की गति को ट्रैक कर सकती थी, और उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि प्रणाली मांसपेशियों की लंबाई की गणना एक मिलीसेकंड से भी कम समय में कर सकती है।
नई प्रणाली पारंपरिक दृष्टिकोण की तुलना में बहुत अधिक कुशल है जो बड़े एक्स-रे उपकरण पर निर्भर करती है।
“हम कमरे के आकार के एक्स-रे उपकरण की मांसपेशियों की लंबाई की ट्रैकिंग कार्यक्षमता प्रदान कर सकते हैं, एक बहुत छोटे, पोर्टेबल पैकेज में, और हम निरंतर डेटा एकत्र कर सकते हैं, 10-सेकंड के बुर्स्ट तक सीमित नहीं हैं जो फ्लोरोमाइक्रोमेट्री तक सीमित है,” टेलर कहते हैं।
कोई नकारात्मक या हानिकारक प्रभाव नहीं
शोध से संबंधित एक दूसरे अध्ययन में, टीम ने पाया कि चुंबक ने ऊतक को नुकसान, सूजन या अन्य हानिकारक प्रभाव पैदा नहीं किए। यह यह भी सुझाव देता है कि प्रत्यारोपित चुंबक टर्की के लिए कोई असुविधा का कारण नहीं बनते हैं।
प्रत्यारोपण आठ महीने तक स्थिर रहे, और वे एक दूसरे की ओर नहीं बढ़े जब तक वे कम से कम तीन सेंटीमीटर दूर रखे गए।
“चुंबक को बाहरी शक्ति स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है, और मांसपेशियों में प्रत्यारोपण के बाद, वे रोगी के जीवनकाल में अपने चुंबकीय क्षेत्र की पूरी ताकत बनाए रख सकते हैं,” टेलर कहते हैं।
शोधकर्ता अब मानवों में प्रणाली का परीक्षण करने के लिए एफडीए की मंजूरी प्राप्त करने का प्रयास करेंगे।
“जहां यह प्रौद्योगिकी एक आवश्यकता को पूरा करती है वह है पहनने योग्य रोबोट को मांसपेशियों की लंबाई और वेग को संवाद करना, ताकि रोबोट मानव के साथ तालमेल बिठाकर काम कर सके,” टेलर कहते हैं। “हमें उम्मीद है कि मैग्नेटोमाइक्रोमेट्री एक व्यक्ति को अपने स्वयं के अंग की तरह ही पहनने योग्य रोबोट को नियंत्रित करने में सक्षम बनाएगी, जिसमें वही आराम का स्तर और वही आसानी होगी।”
