AI が 3D プリントされた手の義足に新たな可能性をもたらす

新しい AIと組み合わせた3Dプリント義手 日本の広島大学の生物システム研究室によって開発されました。 この新しいテクノロジーは、義肢の仕組みを劇的に変える可能性があります。 これは、人間の肉体と人工知能の両方を組み合わせるという方向への新たな一歩であり、私たちが間違いなく向かっていることです。 

3D プリントされた義手はコンピューター インターフェイスと組み合わされて、これまでで最も軽量で安価なモデルを作成しました。 このバージョンは、これまでに確認した中で最もモーション インテントに反応します。 現在のモデルが登場する前は、通常は金属で作られていたため、重くて高価でした。 この新しいテクノロジーの仕組みは、特定の組み合わせられた信号を認識するように訓練されたニューラル ネットワークによって行われます。これらの信号は、プロジェクトに取り組むエンジニアによって「筋肉相乗効果」と名付けられました。 

義手には独立した3本の指があり、複雑な動きが可能です。 以前のモデルと比較して、これらの指はより多くの動きをすることができるだけでなく、すべての指を同時に動かすことができます。 これらの開発により、ボトルやペンなどのアイテムを保持するなどの作業に手を使用できるようになります。 テクノロジーのユーザーが手や指を特定の方法で動かしたいときはいつでも、それを想像するだけで済みます。 広島大学大学院工学研究科の辻敏夫教授は、XNUMXDプリントした手をユーザーが動かす方法について説明した。 

「患者が手の動きを考えるだけで、ロボットが自動的に動きます。 ロボットは彼の体の一部のようなものです。 ロボットを思い通りにコントロールできます。 私たちは人間の体と機械を一つの生命体のように結合します。」

3D プリントされた手は、義手の電極が皮膚を介して神経から伝わる電気信号を測定するときに機能します。 これは、ECG と心拍数の仕組みにたとえることができます。 測定された信号は XNUMX ミリ秒以内にコンピューターに送信され、その時点でコンピューターは目的の動きを認識します。 その後、コンピュータは信号を手に送り返します。 

コンピューターがさまざまな複雑な動きを学習するのを助けるニューラル ネットワークがあり、これはサイバネティック インターフェイスと呼ばれています。 5本の指を区別できるため、個別の動きが可能になります。 辻教授は新技術のこの側面についても語った。

「これがこのプロジェクトの特徴の一つです。 機械は単純な基本動作を学習し、それを組み合わせて複雑な動作を生成します。」

この技術は17人でテストされ、95人のうちの93人は5年間義足を装着している切断患者でした。 患者は日常的なタスクを実行し、単一の単純な動作の正確率は 5%、複雑な動作の正確率は XNUMX% でした。 この特定のテストで使用された義足は、各指の XNUMX つの異なる動きについてのみ訓練されました。 将来的にはさらに複雑な動きが起こる可能性があります。 これら XNUMX つの訓練された動作だけで、切断患者はボトルやノートなどの物を持ち上げたり置いたりすることができました。 

このテクノロジーには多くの可能性があります。 これにより、切断患者に極めて機能的な義手を提供しながら、コストを削減できる可能性がある。 筋肉の疲労や多くの複雑な動きを認識するソフトウェアの能力など、まだいくつかの問題があります。 

この研究は、広島大学生物システム工学研究室と、神戸市のハイゴ支援技術研究所のロボットリハビリテーションセンターの患者らによって完了されました。 近畿技師という会社は、切断患者の腕に使用されたソケットの作成を担当しました。