AR, XR en herseninterfaces
AI brengt nieuw potentieel voor prothesen met 3D-geprinte hand
Voeg Unite.AI toe aan je voorkeursbronnen op Google
Een nieuwe 3D-geprinte prothese-hand in combinatie met AI is ontwikkeld door het Biological Systems Lab van de Hiroshima University in Japan. Deze nieuwe technologie kan de manier waarop prothesen werken drastisch veranderen. Het is een stap in de richting van het combineren van het fysieke menselijke lichaam met kunstmatige intelligentie, iets waar we ongetwijfeld naartoe gaan.
De 3D-geprinte prothese-hand is gekoppeld aan een computerinterface om het lichtste en goedkoopste model tot nu toe te creëren. Deze versie is het meest reageert op bewegingsintentie die we hebben gezien. Voordat het huidige model werd gemaakt, waren ze meestal gemaakt van metaal, waardoor ze zwaarder en duurder waren. De manier waarop deze nieuwe technologie werkt, is door een neurale netwerk dat getraind is om bepaalde combinatiesignalen te herkennen, deze signalen zijn door de ingenieurs die aan het project werken “spier-synergies” genoemd.
De prothese-hand heeft vijf onafhankelijke vingers die complexe bewegingen kunnen maken. In vergelijking met eerdere modellen kunnen deze vingers meer bewegen en ook allemaal tegelijk. Deze ontwikkelingen maken het mogelijk om de hand te gebruiken voor taken zoals het vasthouden van voorwerpen zoals flessen en pennen. Wanneer de gebruiker van de technologie de hand of vingers op een bepaalde manier wil bewegen, hoeft hij alleen maar te denken aan die beweging. Professor Toshio Tsuji van de Graduate School of Engineering van de Hiroshima University legde uit hoe een gebruiker de 3D-geprinte hand kan bewegen.
“De patiënt denkt alleen maar aan de beweging van de hand en dan beweegt de robot automatisch. De robot is als een deel van zijn lichaam. U kunt de robot bedienen zoals u wilt. We zullen het menselijke lichaam en de machine combineren als één levend lichaam.”
De 3D-geprinte hand werkt wanneer elektroden in de prothese elektrische signalen meten die vanuit de zenuwen via de huid komen. Het kan worden vergeleken met de manier waarop ECG en hartslag werken. De gemeten signalen worden vervolgens binnen vijf milliseconden naar een computer gestuurd, waarna de computer de gewenste beweging herkent. De computer stuurt het signaal vervolgens terug naar de hand.
Er is een neurale netwerk dat de computer helpt om de verschillende complexe bewegingen te leren, het is genoemd Cybernetic Interface. Het kan onderscheid maken tussen de 5 vingers, zodat er individuele bewegingen kunnen zijn. Professor Tsuji sprak ook over dit aspect van de nieuwe technologie.
“Dit is een van de kenmerkende eigenschappen van dit project. De machine kan eenvoudige basisbewegingen leren en vervolgens combineren en complicere bewegingen produceren.”
De technologie is getest bij zeven mensen, en een van de zeven was een amputatiepatiënt die al 17 jaar een prothese droeg. De patiënten voerden dagelijkse taken uit en hadden een nauwkeurigheid van 95% voor enkele eenvoudige bewegingen en een nauwkeurigheid van 93% voor complexe bewegingen. De prothesen die in deze specifieke test werden gebruikt, waren alleen getraind voor 5 verschillende bewegingen met elke vinger; er kunnen in de toekomst veel meer complexe bewegingen zijn. Met alleen deze 5 getrainde bewegingen kon de amputatiepatiënt voorwerpen zoals flessen en notitieboeken oppakken en neerzetten.
Er zijn talloze mogelijkheden voor deze technologie. Het kan de kosten verlagen en tegelijkertijd extreem functionele prothesen voor amputatiepatiënten bieden. Er zijn nog enkele problemen, zoals spiermoeheid en de mogelijkheid van software om veel complexe bewegingen te herkennen.
Dit werk is voltooid door het Biological Systems Engineering Lab van de Hiroshima University, samen met patiënten van het Robot Rehabilitation Center in het Hygo Institute of Assistive Technology in Kobe. Het bedrijf Kinki Gishi was verantwoordelijk voor het creëren van de socket die op de arm van de amputatiepatiënt werd gebruikt. De bewegingen. Dit werk is voltooid door het Biological Systems Engineering Lab van de Hiroshima University, samen met patiënten van het Robot Rehabilitation Center in het Hygo Institute of Assistive Technology in Kobe. Het bedrijf Kinki Gishi was verantwoordelijk voor het creëren van de socket die op de arm van de amputatiepatiënt werd gebruikt.
