DARPA stvara ruku robota koja zapravo može osjećati

Znanstvena fantastika odavno nam je obećala protetske udove koji mogu zadovoljiti ili premašiti sposobnost njihovih kolega iz mesa i krvi. Videoigre i filmovi poput Deus Ex Deus Ex: Fall is Out. Je li to dobro? Deus Ex: Pad je van. Je li to dobro? Osvaja li ova igra slavu starih igara ili vam padne ravno? a ja, Robot, izvukao sam dosta prijeđenih kilometara iz ove trope. Dugo godina, međutim, ova je ideja bila pomalo bolesna šala za prave amputirane ljude koji se često zaglave pomoću jednostavnih mehaničkih kandži.

Napokon, tehnologija je počela zahvatiti viziju znanstvene fantastike. Ovaj tjedan, DARPA najavio je novi proboj koji ovim prirodnim udovima donosi prirodan osjećaj dodira.

Napredna tehnologija

Za noge su zamjene već prilično sofisticirane. Evo protetičara Hugh Herr-a. Kako će se bionika proširiti i poboljšati vaš život. Kako će se bionika proširiti i poboljšati vaš životni trenutak kao pipedream znanstvene fantastike, na bioniku se često gleda kao na zlu. Međutim, u stvarnom svijetu, bionske tehnologije mogu vam produljiti i poboljšati život. pokazujući svoje sofisticirane robotske noge, što korisnicima može dopustiti da savršeno trče, trče, skaču i čak plešu.

Nažalost, oružje se pokazalo težim izazovom. Noge služe dobro definiranoj funkciji: korisnika držite uspravno tijekom kretanja. Ovaj je cilj toliko jednostavan da udovi obično izlaze iz konteksta što mu treba, koristeći samo nekoliko senzora. Suprotno tome, mi koristimo oružje za sve vrste stvari, što ih znatno otežava kontrolirati.

Rani robotski udovi imali su samo nekoliko stupnjeva slobode - možda lakat, okretni zglob i mehanizam za hvatanje. Oni se mogu kontrolirati pomoću, recimo, gumba unutar cipele. To djeluje za neke stvari - držanje predmeta ili čak drhtanje ruku - ali ne uspijeva za neobičnije ili osjetljivije zadatke. Kako je robotika postajala sve sofisticiranijim 5 Naprednih humanoidnih robota koje morate vidjeti da biste vjerovali 5 naprednih humanoidnih robota u koje ovdje morate vjerovati, brojimo neke od najimpresivnijih humanoidnih robota ikad stvorenih. Budućnost robotike dolazi i čudnije je nego ikad. , metode kontrole ovih oružja su prisiljene poboljšati.

Jedan od glavnih inovatora na ovom području bila je DARPA, podružnica DoD-a koja istražuje futurističke tehnologije, koja razvija protetiku za ozlijeđene veterane. Evo jedne od njihovih najnovijih oružja prototipa, koja je snažna i gotovo jednako spretna kao pravi ljudski ud.

Očito se to ne može kontrolirati pomoću gumba u cipelama! Dvije primarne moderne tehnike upravljanja uključuju izravno povezivanje s živčanim sustavom Uključivanje u vaš mozak i tijelo - Budućnost implantiranih računala koji se spajaju u vaš mozak i tijelo - Budućnost implantiranih računala S trenutnim trendom tehničkih inovacija i napretka, sada je dobro je vrijeme za istraživanje stanja tehnike u računalno-ljudskim tehnologijama. .

Ciljano obnavljanje energije djeluje razbijanjem živaca koji pokreću nestali ud, te ih usmjerava u mišićno tkivo prsnog koša. Zatim, kada korisnik pokuša pomaknuti različite zglobove u ruku, umjesto toga, maleni komadići mišića prsnog mišića. Ovi fleksi se mogu otkriti i koristiti za kontrolu ruke. Za korisnike kojima je preostala velika količina ruke, možda će biti moguće i prikupljanje savinutih mišića bez operacije.

Evo PBS-a 'Miles O'Brian koji isprobava ruku DARPA koristeći ovu tehniku:

Druga je opcija moždane elektrode. Za ovaj postupak, korisnik se podvrže operaciji implantacije elektrode niz nekoliko milimetara na područje mozga koje sudjeluje u kontroli vaših ruku. Niz elektroda ima stotine pojedinačnih elektroda, a svaka bilježi različite uzorke neurona. Algoritam strojnog učenja 4 algoritmi strojnog učenja koji oblikuju vaš život 4 algoritmi strojnog učenja koji oblikuju vaš život Možda to ne shvaćate, ali strojno učenje je već sve oko vas i može pokazati iznenađujući stupanj utjecaja na vaš život. Ne vjerujete mi? Možda ćete se iznenaditi. mogu se obučiti s tim podacima kako bi se omogućilo ruci da tumači volju korisnika i djeluje u skladu s tim.

Touchy Technology

Nažalost, samo po sebi, to nije dovoljno da se prirodno kontrolira ud. Ljudi se oslanjaju na njihov dodir i kako su im udovi postavljeni (propriocepcija) kako bi izvršili gotovo svaki zadatak. Prisiljeni se oslanjati samo na vizualne informacije čine naše udove nespretnim i nezgrapnim.

Pa kako dodati osjećaj dodira robotske ruke?

Senzori su jednostavni, ali vraćanje informacija u tijelo je izazovno. Jedna od tehnologija u razvoju je pričvršćivanje elektroda na živčane snopove na preostalom udu. Nažalost, to ograničava broj dodirnih kanala na samo nekoliko - povratne informacije su relativno grube. Evo opet Milesa O'Briana, koji razgovara s amputiranim licem koji im je ugrađen ove elektrode.

Drugačiji pristup i onaj s kojim se DARPA nedavno napravila proboj jest vratiti se u mozak i koristiti elektrode da ga stimuliraju, “zatvarajući petlju” tako da se ruka može kontrolirati, a njeni senzori osjetiti kroz izravno neuronsko sučelje. Ovo je puno prirodnije i puno finije, od onoga što je prije bilo moguće.

Prema najavi DARPA-e, korisnik, 28-godišnji četveronožac mogao je osjetiti i kontrolirati robotski ud sa velikom preciznošću, koristeći niz elektroda ugrađenih u njegov mozak. Korisnik sa povezom na očima uspio je odrediti kojeg prsta dodiruje s gotovo savršenom točnošću i izvijestio je da osjeća kao da se stimuliraju vlastiti organski prsti. To je bio prvi put da je mogao osjetiti svoje prste nakon više od deset godina.

Čak je mogao, kad su istraživači dotakli dva prsta, primijetiti da nešto nije u redu, i pitao pokušavaju li izigrati trik na njemu. To je pokazatelj koliko je precizan taj sintetički osjećaj dodira. U ne tako dalekoj budućnosti, sofisticiraniji moždani implantati Kontrola mozga svjetlom: Moguće je s optogenetikom Kontrola mozga svjetlom: Moguća je optogenetika Tijekom posljednjih nekoliko godina, pojavila se nova tehnika nazvana "optogenetika" koja može pomoći znanstvenicima otkriti moždane tajne (i liječiti njegove poremećaje) na potpuno novi način. mogla bi korisnicima omogućiti obavljanje zamršenih zadataka, poput preklapanja origamija ili sviranja glazbenog instrumenta.

Put do tržišta

Nažalost, dug je put od uspjeha ove vrste laboratorija do stvarnog mijenjanja života amputiranih. Iako je ova vrsta vrhunskih istraživanja uzbudljiva, mnogi amputirani još uvijek žive s jednostavnim, mehaničkim protezama s podijeljenim kukama. Ti su jednostavni sustavi izvorno razvijeni tijekom građanskog rata i od tada nisu mnogo napredovali. Prostor između onoga što je moguće i onoga što ljudi zapravo koriste je ogroman. Proći će nekoliko godina prije nego što je moguće zatvoriti jaz za većinu amputiranih.

Što mislite o ovoj tehnologiji? Da li vama ili voljenoj osobi nedostaje ud? Koju vrstu proteze koristite? Podijelite svoje priče u komentarima.

Slikovni krediti: Robotova ruka od Ociacia putem Shutterstocka