Inteligența artificială aduce un nou potențial pentru proteze cu o mână tipărită 3D

O nouă mână proteză tipărită 3D, împerecheată cu inteligență artificială, a fost dezvoltată de Laboratorul de Sisteme Biologice de la Universitatea Hiroshima din Japonia. Această nouă tehnologie poate schimba dramatic modul în care funcționează protezele. Este un alt pas în direcția combinării corpului uman fizic cu inteligența artificială, ceva spre care ne îndreptăm cu siguranță.

Mâna proteză tipărită 3D a fost împerecheată cu o interfață computerizată pentru a crea modelul cel mai ușor și cel mai ieftin. Această versiune este cea mai reactivă la intenția de mișcare pe care am văzut-o. Înainte de modelul actual, acestea erau de obicei fabricate din metal, ceea ce le făcea mai grele și mai scumpe. Modul în care funcționează această nouă tehnologie este prin intermediul unei rețele neuronale antrenate pentru a recunoaște anumite semnale combinate, care au fost denumite “sinergii musculare” de către inginerii care lucrează la proiect.

Mâna proteză are cinci degete independente care pot efectua mișcări complexe. Comparativ cu modelele anterioare, aceste degete pot mișca mai mult și pot mișca toate în același timp. Aceste dezvoltări fac posibilă utilizarea mâinii pentru sarcini precum ținerea obiectelor, cum ar fi sticle și pixuri. Atunci când utilizatorul tehnologiei dorește să miște mâna sau degetele într-un anumit mod, el trebuie doar să își imagineze acest lucru. Profesorul Toshio Tsuji de la Școala de Inginerie a Universității Hiroshima a explicat modul în care un utilizator poate mișca mâna tipărită 3D.

“Pacientul doar gândește despre mișcarea mâinii și apoi robotul se mișcă automat. Robotul este ca o parte a corpului său. Puteți controla robotul așa cum doriți. Vom combina corpul uman și mașina ca un singur corp viu.”

Mâna tipărită 3D funcționează atunci când electrozii din proteză măsoară semnalele electrice care vin de la nervi prin piele. Acest lucru poate fi comparat cu modul în care funcționează ECG și ritmul cardiac. Semnalele măsurate sunt apoi trimise la un computer în cinci milisecunde, moment în care computerul recunoaște mișcarea dorită. Computerul trimite apoi semnalul înapoi la mână.

Există o rețea neuronală care ajută computerul să învețe mișcările complexe, care a fost denumită Interfață Cibernetica. Acesta poate diferenția între cele cinci degete, astfel încât să poată exista mișcări individuale. Profesorul Tsuji a vorbit și despre acest aspect al noii tehnologii.

“Acesta este unul dintre aspectele distinctive ale acestui proiect. Mașina poate învăța mișcări simple de bază și apoi le poate combina pentru a produce mișcări complexe.”

Tehnologia a fost testată pe șapte persoane, una dintre care a fost un amputat care a purtat o proteză timp de 17 ani. Pacienții au efectuat sarcini zilnice și au avut un nivel de acuratețe de 95% pentru mișcări simple și un nivel de 93% pentru mișcări complexe. Protezele utilizate în acest test specific au fost antrenate doar pentru cinci mișcări diferite cu fiecare deget; există posibilitatea ca în viitor să existe multe mișcări complexe. Cu doar aceste cinci mișcări antrenate, pacientul amputat a putut ridica și pune jos obiecte precum sticle și caiete.

Există numeroase posibilități pentru această tehnologie. Aceasta poate reduce costurile și poate oferi proteze funcționale pentru pacienții amputați. Există încă unele probleme, cum ar fi oboseala musculară și capacitatea software-ului de a recunoaște mișcări complexe.

Această lucrare a fost realizată de Laboratorul de Sisteme Biologice de la Universitatea Hiroshima, împreună cu pacienții de la Centrul de Reabilitare Robotică din Institutul de Tehnologie Asistivă Hygo, Kobe. Compania Kinki Gishi a fost responsabilă pentru crearea soclului care a fost utilizat pe brațul pacientului amputat.