Il braccio prostetico motorizzato può percepire il tocco ed il movimento con i vostri pensieri

Keven Walgamott ha avuto buon “ritenere„ circa prendere l'uovo senza schiacciarlo.

Che cosa sembra semplice per quasi tutti gli altri può essere più di un compito erculeo per Walgamott, che ha perso la sue mano sinistra e parte del suo braccio in un incidente elettrico 17 anni fa. Ma stava verificando fuori il prototipo di un braccio prostetico alta tecnologia con le barrette che non solo possono muoversi, essi può muoversi con i suoi pensieri. E grazie ad un'assistenza tecnica biomedica team all'università di Utah, lui “ritenuto„ l'uovo abbastanza bene in modo dal suo cervello potrebbe dire la mano prostetica di non schiacciare troppo duro.

Quello è perché il gruppo, piombo dall'università di professore associato Gregory Clark di assistenza tecnica biomedica di Utah, ha sviluppato un modo per “il braccio di LUKE„ (in modo da nominato dopo che la mano robot che Luke Skywalker ha ottenuto “nell'impero direzione indietro„) imitare il modo che una mano umana ritiene gli oggetti inviando i segnali appropriati al cervello. I loro risultati sono stati pubblicati in un nuovo documento co-creato dallo studente di laurea Jacob George, l'ex studente di laurea David Kluger, Clark ed altri colleghi di assistenza tecnica biomedica di U nell'ultima edizione della robotica di scienza del giornale. Una copia del documento può essere ottenuta inviando con la posta elettronica [email protected]

Abbiamo cambiato il modo che stiamo inviando quelle informazioni al cervello in modo che abbinasse il corpo umano. Ed abbinando il corpo umano, potevamo vedere i vantaggi migliori. Stiamo facendo i segnali più biologicamente realistici.„

Jacob George, studente di laurea di assistenza tecnica biomedica, università di Utah

Quello significa che un amputato che indossa il braccio prostetico può percepire il tocco di qualcosa morbidezza o duro, capisce meglio come prenderlo ed esegue le mansioni delicate che sarebbero altrimenti impossibili con uno standard prostetico con gli ami o le branche del metallo per le mani.

“Quasi mi ha messo agli strappi,„ Walgamott dice circa per mezzo del braccio di LUKE per la prima volta durante le prove cliniche nel 2017. “Era realmente stupefacente. Non ho pensato mai che potessi ritenere ancora in quella mano.„

Walgamott, un agente immobiliare dalla città ad ovest della valle, l'Utah ed uno di sette soggetti all'università di Utah, potevano cogliere l'uva senza schiacciarle, prendere un uovo senza incrinarlo e giudicare la mano della sua moglie con una sensazione nelle barrette simile a quella di una persona sana.

“Una delle prime cose che ha voluto fare è stata messa sulla sua fede nuziale. Quello è duro da fare con una mano,„ dice Clark. “Era molto mobile.„

Come quelle cose fanno è con una serie complessa di calcoli e di modellistica matematici.

Il braccio di LUKE

Il braccio di LUKE è stato in via di sviluppo per circa 15 anni. Il braccio stesso è fatto principalmente dei motori del metallo e si separa un chiaro silicio “interfaccia„ sopra la mano. È alimentato da una batteria esterna ed è collegato ad un computer. È stato sviluppato dalla ricerca di DEKA & da Development Corp., una nuova - il Hampshire - società basata fondata da decano Kamen dell'inventore di Segway.

Nel frattempo, l'università di gruppo di Utah sta mettendo a punto un sistema che permette che il braccio prostetico attinga i nervi dell'indossatore, che sono come i collegare biologici che inviano i segnali al braccio al movimento. Fa che grazie ad un'invenzione dall'università di professor distinto emeritus Richard A. Normann di assistenza tecnica biomedica di Utah hanno chiamato lo stendimento elettrodico inclinato l'Utah. La schiera è un gruppo di 100 microelettrodi e collegare che sono impiantati nei nervi dell'amputato nell'avambraccio e sono connessi ad un computer fuori dell'organismo. La schiera interpreta i segnali dai nervi ancora restanti del braccio ed il computer li traduce ai segnali numerici che dicono il braccio di muoversi.

Ma egualmente funziona l'altro modo. Per eseguire le mansioni come prendere gli oggetti richiede più appena il cervello che dice la mano di muoversi. La mano prostetica deve anche imparare come “ritenere„ l'oggetto per conoscere quanta pressione esercitare perché non potete calcolare quello fuori appena esaminandolo.

In primo luogo, il braccio prostetico ha sensori in sua mano che inviano i segnali ai nervi via la schiera imitare la sensibilità che la mano ottiene afferrando qualcosa. Ma ugualmente importante è come quei segnali sono inviati. Comprende capire come il vostro cervello si occupa delle transizioni nelle informazioni quando in primo luogo tocca qualcosa. Sopra il primo contatto di un oggetto, un burst degli impulsi funziona sui nervi al cervello e poi diminuisce. La ricreazione del questo era un grande punto.

“Appena fornire la sensazione è un gran cosa, ma il modo inviate che le informazioni sono egualmente estremamente importanti e se la rendete più biologicamente realistiche, il cervello capirà che meglio e la prestazione di questa sensazione egualmente siano migliori,„ dice Clark.

per raggiungere quello, i calcoli matematici usati gruppo di Clark con gli impulsi registrati che dal braccio di un primate per creare un modello approssimativo di come gli esseri umani ricevono questi reticoli differenti del segnale. Quel modello poi è stato applicato nel sistema di braccio di LUKE.

Ricerca futura

Oltre a creare un prototipo del braccio di LUKE con un tatto, il gruppo globale già sta sviluppando una versione che è completamente portatile e non deve essere collegata ad un computer fuori dell'organismo. Invece, tutto sarebbe connesso senza fili, dante all'indossatore la libertà completa.

Clark dice che lo stendimento elettrodico inclinato l'Utah è egualmente capace di invio dei segnali al cervello per più appena il tatto, quali dolore e la temperatura, sebbene il tocco di indirizzi del documento soprattutto. E mentre il loro lavoro corrente ha fatto partecipare soltanto gli amputati che hanno perso le loro estremità sotto il gomito, in cui i muscoli muovere la mano sono individuati, Clark dice che la loro ricerca potrebbe anche applicarsi a coloro che ha perso le loro armi sopra il gomito.

Clark spera nel 2020 quello o 2021, tre soggetti potranno catturare la casa del braccio ad uso, in attesa di approvazione regolatrice federale.

La ricerca fa partecipare una serie di istituzioni compresi il dipartimento della u di neurochirurgia, dipartimento di medicina fisica e ripristino e dipartimento di ortopedia, l'università di dipartimento di Chicago di biologia e dell'anatomia Organismal, il dipartimento della clinica di Cleveland LLC dell'ondulazione delle società di neurotechnology dell'Utah e di assistenza tecnica biomedica neuro e microsistemi di Blackrock. Il progetto è costituito un fondo per dal Defense Advanced Research Projects Agency e dal National Science Foundation.

“Questo è uno sforzo interdisciplinare incredibile,„ dice Clark. “Non potremmo fare questo senza gli sforzi sostanziali di tutti su quel gruppo.„