Protez kol Luke Arm: Dokunuşları hissedebiliyor

hepsibilim-protez-kol-luke-arm

Biyomedikal mühendisleri, hastanın düşünceleri ile hareket edebilen ve hastanın kaslarına yerleştirilen bir dizi elektrot aracılığıyla dokunma hissini algılayabilen bir protez kol geliştirilmesi üzerinde çalışıyorlar.

Keven Walgamott, yumurtayı ezmeden alma konusunda iyi bir “his” yaşadı. Neredeyse herkes için basit görünen bu durum, 17 yıl önce elektrik kazasında sol elini ve kolunun bir kısmını kaybeden Walgamott için Herkül’ün bir görevi gibi. Ama ileri teknoloji protez kol prototipini sadece parmaklarıyla değil, düşünceleri ile hareket edebilecek şekilde test ediyordu. Ve Utah Üniversitesi’ndeki biyomedikal mühendislik ekibi sayesinde, yumurtayı yeterince iyi “hissetti”, böylece beyninin protez eline çok fazla sıkılmamasını söyleyebildi.

Bunun nedeni, Utah Üniversitesi biyomedikal mühendisliği doçenti Gregory Clark’ın liderliğindeki ekibin, “LUKE Arm” için bir insan elinin beyne uygun sinyalleri göndererek nesneleri nasıl hissettiğini taklit etmesinin bir yolunu geliştirmiş olmasıdır. Bulguları, U Biyomedikal mühendisliği doktora öğrencisi Jacob George, eski doktora öğrencisi David Kluger, Clark ve diğer meslektaşları tarafından Science Robotics dergisinin son sayısında ortaklaşa hazırlanan yeni bir makalede yayınlandı.

George, “Bu bilgileri beyne gönderme biçimimizi insan vücuduna uyacak şekilde değiştirdik. Ve insan vücudunu eşleştirerek, gelişmiş faydalar görebildik” diyor. “Daha biyolojik olarak gerçekçi sinyaller üretiyoruz.”

Bu, protez kol takan bir amputenin yumuşak veya sert bir şeyin dokunuşunu hissedebileceği, nasıl alınacağını daha iyi anlayabileceği ve eller için metal kancalar veya pençeli standart bir protezle imkansız olacak hassas görevleri yerine getirebileceği anlamına gelir.

Walgamott, 2017’de klinik testler sırasında LUKE Kolunu ilk kez kullanmaya başladı. “Gerçekten şaşırtıcıydı. O elinde tekrar hissedebileceğimi hiç düşünmemiştim.”

 

Utah’tan West Valley City’nin emlak danışmanı ve Utah Üniversitesi’ndeki yedi sınavdan biri olan Walgamott, üzümleri ezmeden koparıp, kırmadan bir yumurta toplayabildi ve karısının elini parmaklarıyla hissederek tutabildi.

“Yapmak istediği ilk şeylerden biri evlilik yüzüğünü takmaktı. Tek elle yapması oldukça zor,” diyor Clark. “Çok hareketli.”

 

Luke Arm Protez Kol

LUKE Arm yaklaşık 15 yıldır geliştirilmektedir. Kolun kendisi, çoğunlukla metal motorlardan ve el üzerinde açık bir silikon “derisi” olan parçalardan yapılmıştır. Harici bir pille çalışır ve bir bilgisayara bağlanır. Segway mucidi Dean Kamen tarafından kurulan New Hampshire merkezli bir şirket olan DEKA Research & Development Corp. tarafından geliştirilmiştir.

Bu arada, Utah Üniversitesi ekibi, protez kolunun kullanıcının sinirlerine dokunmasını sağlayan ve kollara hareket etmeleri için sinyal gönderen biyolojik teller gibi bir sistem geliştiriyor. Bunu, Utah Üniversitesi biyomedikal mühendisliği Emeritus Seçkin Profesör Richard A. Normann’ın Utah Eğimli Elektrot Dizisi olarak adlandırdığı bir buluş sayesinde yaptı. Dizi, önkoldaki amputenin sinirlerine yerleştirilen ve vücudun dışındaki bir bilgisayara bağlı olan 100 mikroelektrot ve tel grubudur. Dizi, kalan kol sinirlerinden gelen sinyalleri yorumlar ve bilgisayar bunları kola hareket etmesini söyleyen dijital sinyallere çevirir.

Ama aynı zamanda başka bir şekilde çalışır. Nesneleri almak gibi işleri yapmak, sadece beynin elden hareket etmesini söyleyen şeyden daha fazlasını gerektirir. Protez eli, ne kadar baskı uygulanacağını bilmek için nesneyi nasıl “hissetmeyi” de öğrenmelidir, çünkü bunu sadece ona bakarak çözemezsiniz.

İlk kez, protez kol avuç içinde, bir şeyin kapma hissini taklit etmek için Array aracılığıyla sinirlere sinyal gönderen sensörlere sahiptir. Ancak bu sinyallerin nasıl gönderildiği eşit derecede önemlidir. Beyninizin, bir şeye ilk dokunduğunda, bilgideki geçişlerle nasıl başa çıktığını anlamayı içerir. Bir nesnenin ilk teması üzerine, bir impuls patlaması sinirleri beyne kadar dağıtır ve daha sonra incelir. Bunu yeniden yaratmak büyük bir adımdı.

Clark, “Sadece duyum sağlamak büyük bir sorun, ancak bu bilgiyi gönderme şekliniz de kritik öneme sahip ve daha biyolojik olarak gerçekçi hale getirirseniz, beyin daha iyi anlayacak ve bu duygunun performansı da daha iyi olacak” diyor. .

Bunu başarmak için Clark’ın ekibi, bir primatın kolundan kaydedilen darbelerle birlikte insanların bu farklı sinyal modellerini nasıl aldıklarına dair yaklaşık bir model oluşturmak için matematiksel hesaplamaları kullandı. Bu model daha sonra LUKE Arm sistemine uygulandı.

 

Kaynak: ScienceDaily

 

Bilim ve teknoloji meraklısı

    Bir yorum yaz

    Your email address will not be published.*