AI นำพาไปสู่ศักยภาพใหม่สำหรับเครื่องมือช่วยการเคลื่อนไหวด้วยมือที่พิมพ์ 3 มิติ

มือที่พิมพ์ 3 มิติแบบใหม่ที่จับคู่กับ AI ได้รับการพัฒนาโดย Biological Systems Lab ของมหาวิทยาลัยฮิโรชิม่า ประเทศญี่ปุ่น เทคโนโลยีนี้สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของเครื่องมือช่วยการเคลื่อนไหวได้อย่างมาก เป็นอีก一步หนึ่งในการรวมร่างกายมนุษย์กับปัญญาประดิษฐ์ ซึ่งเป็นสิ่งที่เรากำลังจะพัฒนาไป

มือที่พิมพ์ 3 มิติได้รับการจับคู่กับอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแบบจำลองที่เบาที่สุดและราคาถูกที่สุด มันเป็นรุ่นที่มีปฏิกิริยาต่อการเคลื่อนไหวมากที่สุดเท่าที่เราเคยเห็นมาก่อนหน้านี้ ในแบบจำลองก่อนหน้านี้ มักจะทำจากโลหะ ทำให้มีน้ำหนักมากขึ้นและราคาสูงกว่า เทคโนโลยีนี้ทำงานโดยใช้เครือข่ายประสาทที่ได้รับการฝึกฝนให้รับรู้สัญญาณที่รวมกัน ซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า “การทำงานของกล้ามเนื้อ” โดยวิศวกรที่ทำงานในโครงการนี้

มือที่พิมพ์ 3 มิติมีนิ้วอิสระ 5 นิ้วที่สามารถเคลื่อนไหวได้ซับซ้อน เมื่อเปรียบเทียบกับแบบจำลองก่อนหน้า นิ้วเหล่านี้สามารถเคลื่อนไหวได้มากขึ้นและสามารถเคลื่อนไหวได้ทั้งหมดในเวลาเดียวกัน การพัฒนานี้ทำให้มือสามารถใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การถือวัตถุ เช่น ขวดและปากกา เมื่อผู้ใช้เทคโนโลยีนี้ต้องการเคลื่อนไหวมือหรือนิ้วใน某种วิธี พวกเขาต้องคิดถึงการเคลื่อนไหวนั้นเท่านั้น

“ผู้ป่วยเพียงแค่คิดถึงการเคลื่อนไหวของมือและหุ่นยนต์จะเคลื่อนไหวโดยอัตโนมัติ หุ่นยนต์เป็นส่วนหนึ่งของร่างกายของเขา คุณสามารถควบคุมหุ่นยนต์ได้ตามที่คุณต้องการ เราจะรวมร่างกายมนุษย์และเครื่องจักรเข้าด้วยกันเหมือนกับร่างกายที่มีชีวิต”

มือที่พิมพ์ 3 มิติทำงานเมื่ออิเล็กโทรดในมือวัดสัญญาณไฟฟ้าที่มาจากเส้นประสาทผ่านผิวหนัง สามารถเปรียบเทียบกับวิธีการทำงานของ ECG และอัตราการเต้นของหัวใจ สัญญาณที่วัดได้จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ภายใน 5 มิลลิวินาที และคอมพิวเตอร์จะรับรู้การเคลื่อนไหวที่ต้องการ จากนั้นคอมพิวเตอร์จะส่งสัญญาณกลับมือ

มีเครือข่ายประสาทที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้การเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน ซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า Cybernetic Interface สามารถแยกแยะระหว่างนิ้ว 5 นิ้วเพื่อให้สามารถเคลื่อนไหวได้แยกกัน

“这是项目的一个特色 คอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้การเคลื่อนไหวพื้นฐานและรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน”

เทคโนโลยีนี้ได้รับการทดสอบในผู้ป่วย 7 คน และหนึ่งในผู้ป่วยเหล่านั้นเป็นผู้ป่วยที่ถูกตัดมือมา 17 ปี ผู้ป่วยเหล่านี้ได้ทำกิจกรรมประจำวันและมีอัตราความแม่นยำ 95% สำหรับการเคลื่อนไหวง่ายๆ และ 93% สำหรับการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน มือที่ใช้ในการทดสอบนี้ได้รับการฝึกฝนสำหรับการเคลื่อนไหว 5 แบบเท่านั้น แต่ยังมีการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนอื่นๆ ที่สามารถทำได้ในอนาคต ด้วยการเคลื่อนไหว 5 แบบที่ได้รับการฝึกฝน ผู้ป่วยที่ถูกตัดมือสามารถจับและวางวัตถุ เช่น ขวดและสมุดบันทึก

มีศักยภาพมากมายสำหรับเทคโนโลยีนี้ สามารถลดต้นทุนและให้มือที่พิมพ์ 3 มิติที่มีประสิทธิภาพสูงแก่ผู้ป่วยที่ถูกตัดมือ ยังมีปัญหาอยู่บ้าง เช่น ความเหนื่อยล้าของกล้ามเนื้อและความสามารถของซอฟต์แวร์ในการรับรู้การเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน

งานนี้ได้รับการดำเนินการโดย Biological Systems Engineering Lab ของมหาวิทยาลัยฮิโรชิม่า ร่วมกับผู้ป่วยจาก Robot Rehabilitation Center ใน Hygo Institute of Assistive Technology, Kobe บริษัท Kinki Gishi เป็นผู้สร้างส่วนของมือที่ใช้กับผู้ป่วยที่ถูกตัดมือ