(Mobius Bionics)
Pesquisas sobre próteses robóticas estão surgindo aos trancos e barrancos, mas um obstáculo está sendo complicado de superar: um senso de toque. Entre outras coisas, esse sentido nos ajuda a controlar nossa força de preensão - o que é de vital importância quando se trata de ter controle motor fino para lidar com objetos delicados.
Digite uma nova atualização para o LUKE Arm - nomeado por Luke Skywalker, o herói de Star Wars com uma mão robótica. Versões de protótipo desta prótese robótica podem ser ligadas aos nervos do usuário.
E, graças aos engenheiros biomédicos da Universidade de Utah, para os participantes de seu estudo experimental, o braço agora também pode produzir uma capacidade de sentir. Esse avanço espetacular permitiu a um usuário manusear uvas, descascar uma banana e até mesmo sentir a mão de sua esposa na sua.
Keven Walgamott perdeu a mão esquerda e parte do braço em um acidente elétrico há 17 anos. Quando a equipe de pesquisa pediu a um amputado para testar o protótipo de prótese robótica que eles estavam desenvolvendo, ele prontamente se ofereceu.
"Isso quase me levou às lágrimas" , disse ele , referindo-se ao uso do braço pela primeira vez. "Foi realmente incrível. Nunca pensei que seria capaz de me sentir naquela mão novamente."
O braço está em desenvolvimento há 15 anos e explora o modo como nossos cérebros controlam nossos membros enviando sinais pelo sistema nervoso.
Essa tecnologia é chamada de estimulação nervosa periférica e há anos os engenheiros vêm explorando seu uso em próteses de membros superiores.
Os eletrodos estão ligados aos nervos do braço acima do local da amputação e também à prótese. O usuário então pensa em mover a mão e o braço. É preciso um pouco de treinamento - a atividade neural de todos é diferente - mas, gradualmente, o software que executa o braço aprende os sinais neurais do usuário para controlar a prótese e a destreza básica é restaurada.
O LUKE Arm, desenvolvido pela Mobius Bionics , possui 100 microeletrodos conectados aos nervos da parte superior do braço e também a um computador externo.
Mas o sentido do tato é retransmitido do membro para o cérebro, então, para gerar uma habilidade robótica para "sentir", a equipe de pesquisa precisava de novos truques. A mão robótica tem sensores que podem imitar a sensação de toque.
O desafio de transmitir essa informação de volta ao cérebro da maneira correta é o próximo passo, mais difícil.
"Apenas fornecer sensação é um grande negócio", ajuda o engenheiro biomédico Gregory Clark, da Universidade de Utah.
"Mas o modo como você envia essa informação também é criticamente importante, e se você a tornar mais biologicamente realista, o cérebro a entenderá melhor e o desempenho dessa sensação também será melhor".
Uma prótese de 'sensação' desenvolvida pela DARPA e revelada em 2015 resolveu isso com eletrodos conectados diretamente ao córtex sensorial do cérebro, mas a equipe de Clark queria uma solução menos invasiva.
Quando você toca em algo, uma explosão de sinais é imediatamente enviada para os nervos para o cérebro, após o que afunila. A equipe registrou essa atividade a partir do braço de um primata e realizou cálculos matemáticos para elaborar uma aproximação de como isso acontece em humanos.
Um modelo baseado nesses cálculos foi então integrado ao software para o LUKE Arm e refinado. E funcionou.
Deu a Walgamott uma sensação de que ele poderia tirar uvas de seus caules sem esmagá-las. Ele poderia lidar com um ovo sem quebrá-lo. Ele poderia descascar uma banana sem esmagá-la. Ele poderia enviar uma mensagem de texto em seu telefone.
"Uma das primeiras coisas que ele queria fazer foi colocar em seu anel de casamento. Isso é difícil de fazer com uma mão", disse Clark . "Foi muito comovente."
O artigo se concentra principalmente no toque, mas também há a capacidade de transmitir a temperatura e a dor, algo que os pesquisadores desejam desenvolver no futuro. A equipe também quer desenvolver uma versão sem fio do LUKE Arm que não precise estar conectada a um computador externo, para que possa ser usada no dia-a-dia.
Por enquanto, continua sendo um protótipo de pesquisa em um laboratório. Mas a equipe espera que, até 2021, três participantes do estudo possam até mesmo levar seu LUKE Arm para casa.
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