DARPA crea una mano de robot que puede sentir realmente

La ciencia ficción nos ha prometido durante mucho tiempo miembros protésicos que pueden cumplir o superar la capacidad de sus contrapartes de carne y hueso. Videojuegos y películas como Deus Ex Deus Ex: The Fall Is Out. ¿Tiene algo de bueno? Deus Ex: The Fall Is Out. ¿Tiene algo de bueno? ¿Este juego captura la gloria de los viejos juegos, o se cae? y yo, Robot, he exprimido mucho de este tropo. Sin embargo, durante muchos años, esta idea ha sido una broma de mal gusto para los amputados reales, que a menudo están atrapados usando simples garras mecánicas.

Finalmente, la tecnología ha comenzado a alcanzar la visión de la ciencia ficción. Esta semana, DARPA anunció un nuevo avance que aporta un sentido natural del tacto a estas extremidades mecánicas.

Tecnología avanzada

Para las piernas, los reemplazos ya son bastante sofisticados. Aquí está el protésico Hugh Herr Cómo la biónica extenderá y mejorará su vida Cómo la biónica extenderá y mejorará su vida Pensado como un sueño de ciencia ficción, la ciencia de la biónica es a menudo vista como siniestra. Sin embargo, en el mundo real, las tecnologías biónicas pueden extender y mejorar su vida. mostrando sus piernas robóticas sofisticadas, que pueden permitir a los usuarios caminar, correr, saltar e incluso bailar, de forma perfectamente natural.

Desafortunadamente, las armas han resultado ser un desafío más difícil. Las piernas cumplen una función bien definida: mantener al usuario en posición vertical durante el movimiento. Este objetivo es tan simple que la extremidad generalmente puede inferir lo que necesita a partir del contexto, utilizando solo unos pocos sensores. Por el contrario, usamos armas para todo tipo de cosas, lo que las hace mucho más difíciles de controlar..

Las primeras extremidades robóticas tenían solo unos pocos grados de libertad, tal vez un codo, una muñeca giratoria y un mecanismo de agarre. Estos podrían controlarse usando, por ejemplo, botones dentro de un zapato. Esto funciona para algunas cosas, sostener un objeto o incluso estrechar la mano, pero falla para tareas más inusuales o delicadas. A medida que la robótica se ha vuelto más sofisticada 5 Robots humanoides avanzados que tienes que ver para creer 5 Robots humanoides avanzados que tienes que ver para creer Aquí, contamos algunos de los robots humanoides más impresionantes jamás creados. Se acerca el futuro de la robótica, y es más extraño que nunca. , los métodos para controlar estas armas se han visto obligados a mejorar.

Uno de los principales innovadores en esta área ha sido DARPA, una rama del DoD que investiga tecnologías futuristas, que está desarrollando prótesis para veteranos lesionados. Aquí está uno de sus brazos prototipo más recientes, que es tan fuerte y casi tan hábil como un miembro humano real.

¡Obviamente, esto no se puede controlar a través de botones en sus zapatos! Las dos técnicas de control modernas primarias implican interactuar directamente con el sistema nervioso Conectando su cerebro y cuerpo: el futuro de las computadoras implantadas Conectando su cerebro y cuerpo: el futuro de las computadoras implantadas Con la tendencia actual de innovación técnica y avance, ahora es un buen momento para explorar el estado del arte en tecnologías informáticas. .

Re-enervación dirigida funciona cortando los nervios que impulsan la extremidad faltante y dirigiéndolos hacia el tejido muscular del tórax. Luego, cuando el usuario intenta mover diferentes articulaciones en el brazo, se flexionan pequeños pedazos de músculo del pecho. Estas flexiones se pueden detectar y utilizar para controlar el brazo. Para los usuarios que tienen una cantidad considerable de brazo restante, también puede ser posible recoger la flexión de los músculos que quedan, sin usar cirugía.

Aquí está Miles O'Brian de PBS probando el brazo DARPA usando esta técnica:

La otra opción es electrodos cerebrales. Para este procedimiento, el usuario se somete a una cirugía para implantar una matriz de electrodos de unos pocos milímetros de largo en el área del cerebro involucrada en el control de sus manos. La matriz de electrodos tiene cientos de electrodos individuales, cada uno de los cuales registra diferentes patrones de neuronas. Un algoritmo de aprendizaje automático 4 Algoritmos de aprendizaje automático que dan forma a su vida 4 Algoritmos de aprendizaje automático que dan forma a su vida Es posible que no se dé cuenta, pero el aprendizaje automático ya está a su alrededor y puede ejercer un sorprendente grado de influencia sobre su vida. No me creas Te sorprenderías. puede ser entrenado con estos datos para permitir que el brazo interprete la voluntad del usuario y actúe en consecuencia.

Tecnología táctil

Desafortunadamente, por sí solo, esto no es suficiente para controlar naturalmente una extremidad. Los humanos confían en su sentido del tacto y en cómo se plantean sus extremidades (propiocepción) para realizar casi todas las tareas. Ser forzado a confiar solo en la información visual hace que nuestras extremidades sean torpes y engorrosas.

Entonces, ¿cómo agrega una sensación de tacto a un brazo robótico??

Los sensores son fáciles, pero devolver la información al cuerpo es un desafío. Una tecnología en desarrollo es unir electrodos a los haces nerviosos en la extremidad restante. Desafortunadamente, esto limita el número de canales táctiles a solo unos pocos: la retroalimentación es relativamente cruda. Aquí está Miles O'Brian nuevamente, entrevistando a un amputado a quien le implantaron estos electrodos..

Un enfoque diferente, y con el que DARPA recientemente hizo un gran avance, es volver al cerebro y usar electrodos para estimularlo., “cerrando el ciclo” para poder controlar el brazo y sentir sus sensores a través de la interfaz neural directa. Esto es mucho más natural y mucho más fino que lo que era posible antes.

Según el anuncio de DARPA, el usuario, un hombre tetrapléjico de 28 años, podía sentir y controlar una extremidad robótica con gran precisión, utilizando una matriz de electrodos implantada en su cerebro. El usuario, que tenía los ojos vendados, pudo determinar qué dedo estaba siendo tocado con una precisión casi perfecta, e informó que sentía que sus propios dedos orgánicos estaban siendo estimulados. Era la primera vez que podía sentir sus dedos en más de diez años..

Incluso pudo, cuando los investigadores tocaron dos dedos, notar que algo andaba mal, y les preguntó si estaban tratando de engañarlo. Esto es una indicación de cuán preciso es este sentido sintético del tacto. En un futuro no muy lejano, implantes cerebrales más sofisticados Control cerebral con luz: es posible con optogenética Control cerebral con luz: es posible con optogenética En los últimos años, está surgiendo una nueva técnica llamada "optogenética", que puede ayudar a los científicos para desentrañar los secretos del cerebro (y tratar sus trastornos) de una manera completamente nueva. podría permitir a los usuarios realizar tareas complejas, como doblar origami o tocar un instrumento musical.

El camino al mercado

Desafortunadamente, hay un largo camino desde este tipo de éxito de laboratorio hasta cambiar realmente la vida de los amputados. Si bien este tipo de investigación de vanguardia es emocionante, muchos amputados aún viven con prótesis simples y mecánicas de gancho dividido. Estos sistemas simples se desarrollaron originalmente durante la guerra civil y no han avanzado mucho desde entonces. El abismo entre lo que es posible y lo que la gente realmente está usando es enorme. Pasarán algunos años antes de que sea posible cerrar la brecha para la mayoría de los amputados..

¿Qué opinas de esta tecnología? ¿Usted o un ser querido carecen de una extremidad? ¿Qué tipo de prótesis usas? Comparte tus historias en los comentarios.

Créditos de imagen: brazo robot de Ociacia a través de Shutterstock