DARPA vytváří robotickou ruku, která se může skutečně cítit

Sci-fi už dlouho slibuje protetické údy, které mohou splňovat nebo překračovat schopnost jejich protějšků z masa a krve. Videohry a filmy jako Deus Ex Deus Ex: The Fall Is Out. Je to dobré? Deus Ex: Pád je venku. Je to dobré? Zachycuje tato hra slávu starých her nebo padne na rovinu? a já, Robot, jsme vytlačili spoustu najetých kilometrů z tohoto tropu. Po mnoho let však byla tato myšlenka pro nemocné amputéry trochu nemocným vtipem, kteří jsou často uvíznutí pomocí jednoduchých mechanických drápů.

Nakonec tato technologie začala dohánět vizi sci-fi. Tento týden, DARPA oznámila nový průlom, který těmto mechanickým končetinám přináší přirozený dotyk.

Pokroková technologie

U nohou jsou náhrady již velmi sofistikované. Zde je protetik Hugh Herr, jak bionika prodlouží a zlepší váš život Jak bionika prodlouží a zlepší váš život Myšlenka jako sci-fi, je bionika často považována za zlověstnou. Ve skutečném světě však bionické technologie mohou prodloužit a zlepšit váš život. předvádí své sofistikované robotické nohy, které uživatelům umožňují přirozeně chodit, běhat, skákat a dokonce i tančit.

Zbraně se bohužel ukázaly jako tvrdší výzva. Nohy slouží dobře definované funkci: udržujte uživatele ve svislé poloze během pohybu. Tento cíl je tak jednoduchý, že končetina může obvykle vyvodit z kontextu to, co potřebuje, pomocí několika senzorů. Naproti tomu používáme zbraně pro nejrůznější věci, což je mnohem obtížněji ovládá.

Rané robotické končetiny měly jen několik stupňů volnosti - možná loket, točící se zápěstí a popadací mechanismus. Lze je ovládat pomocí tlačítek, řekněme, uvnitř boty. Funguje to pro některé věci - držení objektu nebo dokonce potřesení rukou - ale selže pro neobvyklejší nebo choulostivější úkoly. Jak se robotika rozrostla o sofistikovanější 5 pokročilých humanoidních robotů, které musíte vidět, abyste uvěřili 5 pokročilých humanoidních robotů, které musíte vidět, abyste uvěřili Zde odpočítáme některé z nejpůsobivějších humanoidních robotů, jaké byly kdy vytvořeny. Budoucnost robotiky přichází a je to podivnější než kdy jindy. , byly způsoby kontroly těchto zbraní nuceny se zlepšovat.

Jedním z hlavních inovátorů v této oblasti byl DARPA, obor DoD, který zkoumá futuristické technologie, které vyvíjejí protetiku pro zraněné veterány. Tady je jedno z jejich nejnovějších prototypů zbraní, které je stejně silné a téměř stejně obratné jako skutečné lidské končetiny.

Je zřejmé, že to nelze ovládat pomocí tlačítek v botách! Dvě primární moderní řídicí techniky zahrnují přímé propojení s nervovým systémem Zapojení mozku a těla - Budoucnost implantovaných počítačů Zapojení mozku a těla - Budoucnost implantovaných počítačů Se současným trendem technických inovací a pokroku je nyní vhodný čas k prozkoumání současného stavu v oblasti technologií počítač-člověk. .

Cílená obnova působí tak, že odděluje nervy, které pohání chybějící končetinu, a vede je do svalové tkáně hrudníku. Poté, když se uživatel pokusí pohybovat různými klouby v paži, místo toho se drobné kousky hrudního svalu ohýbají. Tyto ohyby mohou být detekovány a použity k ovládání paže. Pro uživatele, kteří mají značné množství paže vlevo, může být také možné zachytit ohnutí svalů, které zůstávají, bez použití chirurgického zákroku.

Zde je PBS 'Miles O'Brian vyzkoušející rameno DARPA pomocí této techniky:

Druhou možností je mozkové elektrody. Při tomto postupu uživatel podstoupí chirurgický zákrok za účelem implantace elektrodového pole několik milimetrů dlouho do oblasti mozku, která se podílí na ovládání rukou. Elektrodové pole má stovky jednotlivých elektrod, z nichž každá zaznamenává různé vzorce neuronů. Algoritmy strojového učení 4 Algoritmy strojového učení, které utváří váš život 4 Algoritmy strojového učení, které utváří váš život Možná si to neuvědomíte, ale strojové učení je již všude kolem vás a může na váš život působit překvapivě. Nevěříš mi? Možná vás překvapí. mohou být vyškoleni s těmito údaji, aby paže mohla interpretovat vůli uživatele a podle toho jednat.

Touchy Technology

Bohužel to samo o sobě nestačí k přirozené kontrole končetiny. Lidé se spoléhají na svůj smysl pro dotek a na to, jak jsou jejich končetiny kladeny (propriocepce), aby vykonávaly téměř každý úkol. Být nucen spoléhat se pouze na vizuální informace dělá naše končetiny nemotorné a těžkopádné.

Jak tedy přidat pocit doteku robotické paže?

Senzory jsou snadné, ale získání informací zpět do těla je náročné. Jednou z vyvíjených technologií je připojení elektrod k nervovým svazkům ve zbývající končetině. To bohužel omezuje počet dotykových kanálů na několik - zpětná vazba je relativně hrubá. Tady je opět Miles O'Brian, rozhovor s amputovaným, který nechal tyto elektrody implantovat.

Jiný přístup a ten, s nímž DARPA nedávno dosáhl průlomu, je vrátit se do mozku a stimulovat jej pomocí elektrod., “uzavření smyčky” tak, že rameno může být ovládáno a cítit jeho senzory, přes přímé neurální rozhraní. To je mnohem přirozenější a mnohem jemnější, než to, co bylo dříve možné.

Podle oznámení DARPA byl uživatel, 28letý kvadriplegický muž, schopen s velkou přesností cítit a ovládat robotickou končetinu pomocí elektrodového pole implantovaného do jeho mozku. Uživatel se zavázanýma očima byl schopen určit, který prst se dotkl téměř dokonalou přesností, a uvedl, že se cítil, jako by byly stimulovány jeho vlastní organické prsty. Bylo to poprvé, co mohl cítit prsty za více než deset let.

Když se vědci dotkli dvou prstů, dokonce si všiml, že něco není v pořádku, a zeptal se, zda se na něj pokoušejí zahrát trik. Toto je náznak toho, jak přesný je tento syntetický pocit doteku. V ne příliš vzdálené budoucnosti, propracovanější mozkové implantáty Kontrola mozku pomocí světla: je to možné u optogenetiky Kontrola mozku pomocí světla: je to možné u optogenetiky Během několika posledních let se objevuje nová technika zvaná „optogenetika“, která může vědcům pomoci odhalit tajemství mozku (a léčit jeho poruchy) zcela novým způsobem. může uživatelům umožnit provádět složité úkoly, například skládat origami nebo hrát na hudební nástroje.

Cesta na trh

Bohužel existuje dlouhá cesta od tohoto druhu laboratorního úspěchu ke skutečné změně života amputovaných. I když je tento druh špičkového výzkumu vzrušující, mnoho ampulí stále žije s jednoduchými mechanickými protézami s dělenými háčky. Tyto jednoduché systémy byly původně vyvinuty během občanské války a od té doby moc nepostupovaly. Propast mezi tím, co je možné, a tím, co lidé skutečně používají, je obrovská. Bude to ještě několik let, než bude možné u většiny ampérů uzavřít mezeru.

Co si myslíte o této technologii? Chybí vám nebo blízkému končetina? Jaký druh protetiky používáte? Sdílejte své příběhy v komentářích.

Image Credits: robot rameno od společnosti Ociacia přes Shutterstock