Az MIT-n fejlesztett, a finom tapintás érzését valós időben visszacsatoló protézis gyártása is olcsó lenne.

Új korszakot nyithat a felső végtagi amputáción átesetteknek a Massachusetts Institute of Technology (MIT) csapata által kifejlesztett intelligens protézis. Mint a MedicalXpress beszámolója írja, egyre több olyan bionikus végtagprotézist fejlesztenek, melyeket az izmok elektromos jeleit érzékelve képesek robotszerűen utánozni a tervezett mozgást. Ezek azonban kialakításuk miatt (merev fém váz, elektromotorok stb.) nehéz és bonyolult szerkezetek, ennek megfelelően drágák is, nem ritkán több tízezer dollárba kerülnek.

Az MIT kutatói egyszerre több problémára is megoldást találtak: megfizethető árú, könnyű, sőt tapintásérzékelésre is képes protézist építettek. Egy bőrönd bezárása éppúgy könnyen megoldható vele, mint dobozos gyümölcslé kinyitása és pohárba öntése vagy egy macska megsimogatása.

Talán az utóbbi a legérdekesebb elem. Olyan tapintás-visszacsatolási rendszert tudtak ugyanis készíteni, ami bizonyos egyszerű jeleket tud közvetíteni a végtagcsonkban megmaradt idegeknek – és onnan az agynak. Ráadásul az egész kialakítás rendkívül tartós és rugalmas, ha durva külső fizikai behatás éri, utána viszonylag gyorsan visszanyeri eredeti alakját, és ismét használható.
A 220-230 grammos protézishez az MIT mérnökei mindössze 500 dollárnyi alkatrészt használtak. Ha ezt a költséget sorozatgyártás során is lehet majd tartani, az felrobbanthatja az intelligens végtagprotézisek piacát.

Új anyagok és mechanika, régi algoritmus

A kézhez egy a kereskedelmi forgalomban is kapható elasztomer (elasztikus polimer) műanyagot használtak, ami kis erő hatására is könnyen deformálódik, ám az erő megszűnte után gyorsan visszanyeri eredeti alakját. A luftballonszerű ujjakat, melyek egy 3D nyomtatással kialakított "tenyérhez" kapcsolódnak, nem miniatűr elektromotorok mozgatják, mint a legtöbb intelligens kézprotézisben, hanem egy pneumatikus rendszer. A vezérlést egy külső, a pneumatikus rendszerhez szükséges kompresszort és szelepeket is tartalmazó egység végzi, amit a páciens a derekén viselhet.

A kutatók kifejlesztettek egy számítógépes modellt, amely az ujjak kívánt pozíciójának megfelelően szabályozza, hogy a kompresszorból melyik ujjba mekkora nyomást kell juttatni. A kéz egyelőre öt pozíciót tud felvenni: marokra tud fogni valamit öt ujjal, össze tud csípni valamit két, illetve három ujjal, emellett a kézportézis ökölbe szorítható, valamint lehet forgatni a tenyeret.

A rendszer vezérlését egyébként hasonlóképpen oldották meg, mint a neves magyar kutató mérnök, Lévay György, az általa fejlesztette protézisnél. A motoros idegpályák által generált elektromos jeleket EMG (elektromiográfia, amely az ingerület terjedését méri) szenzorok fogják fel, ezeket egy algoritmus (a kutatók egy már létező algoritmust használtak) dolgozza fel, és alakítja vezérlőjelekké.

Amikor a végtagot viselő elgondolja, hogy egy poharat fog meg, az érzékelők felfogják az elvesztett végtag agyban megőrződött fantomképe alapján képződött izomvezérlő jeleket, ezeket értelmezi az algoritmus, és kiadja a szükséges vezérlési utasításokat a pneumatikus rendszernek.

A nagy kunszt: a visszacsatolás

Az MIT megoldásának az igazi különlegessége, hogy képes visszacsatolást küldeni az agyba. A protézis ujjbegyeibe nyomásérzékelőket építettek, melyek ujjanként közvetítik a tapintást. Így a protézis viselője azt is érzékeli, hogy a hüvelyujj vagy a mutatóujj érintett-e meg valamit.
 


Az elkészült prototípust önkéntesekkel tesztelték. Mindössze 15 perc képzés után – ennyi idő kellett, hogy megtanítsák a protézist az öt alapmozdulatra – a tesztalanyoknak szokványos mozdulatokat kellett végezniük a műkézzel. Például könyvet lapoztak, írtak tollal, golyókat és törékeny vagy könnyen sérülő tárgyakat, többek között eperszemeket kellett megfogniuk és felemelniük. A tesztek alapján a protézis a legtöbb feladathoz legalább olyan jól vagy jobban használható, mint egy olyan, amelyet merev anyagokból építettek. A kísérletben részt vevők magabiztosan kezeltek egy laptopot éppúgy, mint egy kalapácsok vagy fogót. Érzékelték, ha megérintettek egy tárgyat, vagy megsimogattak egy macskát. Bekötött szemmel is azonosítani tudták, hogy milyen méretű üveget helyeztek a kezükbe, ahogy azt is, ha megérintették vagy ecsettel végigsimították a protézis ujjait.

A fejlesztést végző csapat elkezdte a szabadalmaztatási procedúrát. Most már azon dolgoznak, hogy javítsák a protézis érzékelését, valamint a kézfej mozgástartományát.

Cloud & big data

Linus Torvalds eligazította a generatív mesterséges intelligenciát

Már nagyon hiányzott a megfelelő iránymutatás a linuxos közösségnek.
 
Hirdetés

Rendszerek és emberek: a CIO választásai egy új magyar felmérés tükrében

"Nehéz informatikusnak lenni egy olyan cégben, ahol sok az IT-s" – jegyezte meg egy egészségügyi technológiákat fejlesztő cég informatikai vezetője, amikor megkérdeztük, milyennek látja házon belül az IT és a többi osztály közötti kommunikációt.

Ezt már akkor sokan állították, amikor a Watson vagy a DeepMind még legfeljebb érdekes játék volt, mert jó volt kvízben, sakkban vagy góban.

a melléklet támogatója a Clico Hungary

Hirdetés

Így lehet sok önálló kiberbiztonsági eszközéből egy erősebbet csinálni

A kulcsszó a platform. Ha egy cég jó platformot választ, akkor az egyes eszközök előnyei nem kioltják, hanem erősítik egymást, és még az üzemeltetés is olcsóbb lesz.

Amióta a VMware a Broadcom tulajdonába került, sebesen követik egymást a szoftvercégnél a stratégiai jelentőségű változások. Mi vár az ügyfelekre? Vincze-Berecz Tibor szoftverlicenc-szakértő (IPR-Insights) írása.

Nyílt forráskód: valóban ingyenes, de használatának szigorú szabályai vannak

Különösen az early adopter vállalatoknak lehet hasznos. De különbözik ez bármiben az amúgy is megkerülhetetlen tervezéstől és pilottól?

Sok hazai cégnek kell szorosra zárni a kiberkaput

Ön sem informatikus, de munkája során az információtechnológia is gyakran befolyásolja döntéseit? Ön is informatikus, de pénzügyi és gazdasági szempontból kell igazolnia a projektek hasznosságát? Mi közérthető módon, üzleti szemmel dolgozzuk fel az infokommunikációs híreket, trendeket, megoldásokat. A Bitport tizennegyedik éve közvetít sikeresen az informatikai piac és a technológiát hasznosító döntéshozók között.
© 2010-2024 Bitport.hu Média Kft. Minden jog fenntartva.