Американська дослідницька група розробила роботизований протез руки зі штучним інтелектом, оснащений датчиками на кожному пальці. На відміну від звичайних протезів, користувачам не потрібно свідомо контролювати рух кожного пальця. Пристрій природним чином допомагає у рухах, не створюючи фізичного чи когнітивного навантаження, що дозволяє точно захоплювати предмети.
Дослідницька група з лабораторії нейроробототехніки Університету Юти покращила досвід користувача, наділивши роботизований протез «автономією» на основі штучного інтелекту, і опублікувала свої результати в журналі Nature Communications.
Хоча наявні роботизовані протези можуть структурно відтворювати більшість рухів людської руки, їх можливості управління обмежені. На відміну від того, як ми несвідомо використовуємо руки для захоплення різних предметів, протези вимагають від користувачів свідомого руху кожного пальця, що створює когнітивне навантаження.
Дослідницька група модифікувала комерційний протез TASKA Hand, інтегрувавши в нього інфрачервоні датчики наближення, датчики тиску на кінчиках пальців і модель штучного інтелекту. Вони використовували штучну нейронну мережу для навчання положенням захоплення, що дозволило забезпечити стабільне та точне маніпулювання об'єктами.
Автоматизована модель допомагає керувати протезом, поєднуючи наміри користувача, отримані з електричних сигналів у шкірі або м'язах, з намірами машини, отриманими з навченого алгоритму даних датчиків. Оскільки кожен палець може «бачити» за допомогою власного датчика, він природно переміщається на необхідну відстань для захоплення об'єкта.
Команда протестувала функціональність протеза на чотирьох пацієнтах з ампутацією передпліччя та дев'яти здорових людей. Учасники виконували такі завдання, як підняття та переміщення крихких предметів, таких як яйця, робота з папером та пиття з кухля.
Учасники змогли виконувати повсякденні завдання без окремої підготовки чи практики. Користувачі повідомили, що новий протез знизив когнітивне навантаження під час повсякденних завдань без збільшення фізичного навантаження.
«Хоча біоміметичні протези стають все більш реалістичними, управління ними, як і раніше, не інтуїтивно зрозуміле», — пояснив Маршалл Траут, науковий співробітник Університету Юти, який очолював дослідження. «Приблизно половина користувачів відмовляються від своїх протезів, посилаючись на погане керування та когнітивне навантаження».
У майбутньому дослідницька група планує розробити інтелектуальний протез, який зможе керуватися силою думки та повертати користувачеві відчуття дотику від протеза.
