Протез руки управляемый непосредственно мозгом

Протез руки управляемый непосредственно мозгом всегда являлся большой мечтой. Люди с ампутированными конечностями, чья сумма составляет 10 000 долларов и более, могут нацепить механическую руку, которой они могут управлять своими мыслями, так же, как они используют биологическую руку. Но оборудование тяжелое и похоже на робота, оно наполнено крошечными моторами и петлями из Терминатора.

Между тем, новый протез руки управляемый непосредственно мозгом молочно-белого цвета, разработанный исследователями из Массачусетского технологического института и Шанхайского университета Цзяо Тонг, движется с мягким, органичным изяществом, как будто это прямо из первых титров Westworld. Ваши глаза не обманывают вас; это действительно прорыв, тем более что его изготовление стоит всего 500 долларов. А для более чем 5 миллионов человек во всем мире с ампутированными конечностями это означает, что цена на новую руку скоро может сравняться с ценой нового iPhone. (За исключением того, что, в отличие от iPhone, вы можете запустить эту раздачу на своей машине, и она все равно будет работать.)

Протез руки управляемый непосредственно мозгом. Как это возможно?

Как объясняет руководитель исследования профессор Массачусетского технологического института Сюаньхэ Чжао, именно такие преимущества мы можем получить в области мягкой робототехники. В отличие от большинства роботов, которые построены из твердых металлов и пластиков со сложной механикой и электроникой, мягкие роботы-протезы состоят из гибких, губчатых и эластомерных компонентов. Эти материалы больше соответствуют принципам работы нашей кожи, мышц и сухожилий, чем твердый титан, что делает их идеальными для восстановления гибкости, прочности и мягкости руки человека.

Протезы MIT сделаны в основном из силиконовой резины, усиленной каркасом из углеродного волокна, конструкция которого очень напоминает анатомию настоящего человека. Рука движется через пневматику – в основном, воздух надувает и сдувает каждый палец, как сложное животное-воздушный шар, – что снижает вес, механическую сложность и большую часть наполнения руки двигателями.

Эта более мягкая рука имеет более мягкое прикосновение. «С существующими протезами рук. . . всегда есть риск повредить что-то особенно хрупкое, например стакан с водой », – говорит Чжао, отмечая, что рука не только с меньшей вероятностью сломает вещи, но и сама сломается. Эта усиленная резиновая перчатка практически неразрушима.

Небольшой пояс удерживает систему воздушного насоса, чтобы рука оставалась легкой. В результате эта мягкая рука на самом деле на несколько граммов легче настоящей человеческой руки. . . в то время как механическая рука может весить почти фунт, поэтому носить ее очень долго неудобно. Насос легко включить. Все, что вам нужно сделать, это подумать о том, чтобы двигать рукой, и мышцы руки будут запускать электронные импульсы. Аппаратное обеспечение улавливает импульсы, включает насос, и ваша рука принимает правильную форму.

Эта магия появилась благодаря тому, что датчики теперь могут измерять электрические импульсы в мышцах рук с помощью электромиографии или ЭМГ. Хотя контролируемые разумом конечности все еще могут казаться чем-то вроде научной фантастики, Чжао говорит, что в этой части протезного устройства используется хорошо зарекомендовавшая себя технология. После надевания руки программа автоматически предлагает пользователю подумать о нескольких конкретных жестах – например, ущипнуть что-то маленькое, например лепесток цветка, или схватить что-то побольше, например банку из-под газировки. Поскольку у большинства людей показания ЭМГ для таких задач очень близки, рука действительно может читать мысли пользователя. Таким образом, менее чем за две минуты рука синхронизируется с собственной проводкой тела, чтобы распознать пять распространенных движений руки. Чтобы переместить руку, пользователю просто нужно подумать о ее перемещении.

Тактильные датчики на кончиках пальцев позволяют пользователю узнать, касается ли рука чего-либо. (Люди не могут на самом деле почувствовать эти роботизированные пальцы, но нашивка на плече человека вибрирует, сигнализируя о прикосновении.)

Возможно, ни одно из этих индивидуальных нововведений само по себе не звучит так впечатляюще, но в совокупности они складываются в протез руки управляемый непосредственно мозгом, который работает и ощущается как настоящая человеческая рука. Вы можете использовать его, чтобы схватить что-то такое же тонкое и хрупкое, как картофельные чипсы, или взяться за другую руку для твердого, но безопасного рукопожатия. По дизайну эта резиновая рука, наполненная воздухом, естественно податлива.