Протезная рука, питаемая мыслями ее владельца, восстановила видимость прикосновения к человеку, чья рука была ампутирована ниже локтя 17 лет назад.
Как сообщают исследователи из Университета Юты в журнале Science Robotics, «рука LUKE», названная в честь героя «Звездных войн» Люка Скайуокера, который потерял свою руку от светового меча Дарта Вейдера в «Империи наносит ответный удар» - агент по недвижимости Кевен Уолгамотт собирает виноград со стебля, собирает яйцо, не растрескавшееся своей скорлупой и даже не взявшись за руку жены
«Это почти привело меня в слезы», - говорит Уолгамотт, потерявший левую руку и часть руки в результате электрической аварии, говорится в пресс-релизе. «Это было действительно потрясающе. Я никогда не думал, что смогу снова почувствовать эту руку ».
По словам Джеффри ДелВиссио из Scientific American, команда под руководством инженера-биомедика Джейкоба Джорджа стимулировала электроды, имплантированные в нервы предплечья Уолгамотта, чтобы определить, какие цепи вызвали 119 «сенсорных заповедей», или ощущения прикосновения, такие как вибрация, давление, боль, сжатие, движение, постукивание и жужжание. Затем ученые нанесли эту информацию на руку робота, создав то, что Джордж называет «хорошим приближением к той же информации, которую [объект] получал бы из их естественной руки».
Когда Уолгамотт задумался о том, чтобы каким-то образом двигать своей бионической рукой, электроды на его предплечье передавали эти указания внешнему компьютеру. Эта цифровая система, пишет Анна Плосзайски для Guardian, управляла движениями протеза, отправляя электрические сигналы, способные помочь мозгу имитировать ощущение прикосновения - ключевой прорыв, по словам Джорджа, основан на «естественном языке тела».
Выступая с Луизой Торрес из NPR, Джордж добавляет: «Мы задействуем тот же [механизм], который используется в моем теле, вашем теле и теле каждого, и мы пытаемся просто активировать его так, как обычно он был бы активирован., Поэтому ощущения ощущаются так, будто они исходят от их рук ».
Рука LUKE не является первым протезом, который предоставляет пользователям сенсорную обратную связь, но, как отмечает DelViscio для Scientific American, система отдает приоритет тонким ощущениям в ранее невиданной степени. В испытаниях Уолгамотт мог быстро оценить текстуру и размер объектов, даже когда они завязаны; измеряя, например, держит ли он яйцо или виноград, человек с ампутированной конечностью мог регулировать свою хватку, чтобы не раздавить предмет.
По словам Ploszajski из Guardian, ученые работают над их бионической конечностью около 15 лет. В своем нынешнем виде рука, оснащенная 19 датчиками касания и позиционирования, может двигаться в шести направлениях.
Двигаясь вперед, Джордж и его коллеги надеются создать портативную версию манипулятора LUKE, поскольку на данный момент устройство должно быть подключено к стационарному компьютеру, то есть Уолгамотт и другие испытуемые могут использовать его только в лаборатории. Они также надеются повысить чувствительность протеза к информации, включая боль и температуру, и выяснить, как на самом деле вывести систему на рынок. По оценкам ученых, стоимость одной единицы будет составлять от 100 000 до 200 000 долларов - ценник, который ученые надеются покрыть страховщиками здоровья.
Страховые компании «воспринимают [чувство осязания] как роскошь», - говорит Торрен из NPR Шарлин Флешер, исследователь Стэнфордского университета, которая не участвовала в исследовании. «Но [чувство осязания] действительно так важно для того, чтобы контролировать свою руку».
В одобрении федерального регулирующего органа соавтор исследования Грегори Кларк говорит в пресс-релизе, что три испытуемых, которые в настоящее время работают с манипулятором LUKE, могут забрать протез домой к 2020 или 2021 году.
Для Уолгамотта ношение роботизированной руки было «замечательным опытом». Помимо обработки хрупких предметов, он смог загрузить подушку в наволочку, отправить текстовое сообщение и очистить банан.
Тем не менее, отмечает Кларк, ни одно из этих занятий не было первым приоритетом Уолгамотта: «Одним из первых, что он хотел сделать, было надеть обручальное кольцо», - заключает исследователь. «Это трудно сделать одной рукой. Это было очень трогательно ».
