Bioniczna ręka Luke'a Skywalkera możliwa dzięki technologii ultradźwiękowej
To będzie prawdziwe, że osoba niepełnosprawna będzie mogła używać fortepianu lub grać na instrumentach muzycznych, dzięki niesamowitemu wynalazkowi Luke'a Skywalkera stworzył bioniczną rękę, która nie jest daleko od rzeczywistości dla osób po amputacji na Ziemi. Naukowcy z Georgia Institute of Technology stworzyli czujnik ultradźwiękowy, który umożliwia osobom po amputacji indywidualną kontrolę sylwetki protetycznej za pomocą ruchowych gestów dłoni, które nie byłyby możliwe do wykonania przy użyciu obecnie dostępnych na rynku urządzeń.
Jason Barnes, słynny perkusista, pięć lat temu w wyniku wypadku poraził prądem prawą rękę, ale zmusił lekarza do amputacji prawej ręki poniżej łokcia, dzięki czemu ma mięśnie kontrolujące palec. Pracuje z Weinbergiem i po raz pierwszy użył bionicznej ręki i zaczął używać pianina, a także zagrał na gitarze piosenkę przewodnią z Gwiezdnych Wojen, używając bionicznej ręki.
„Nasze ramię protetyczne jest zasilane sygnałami ultradźwiękowymi, dzięki tej nowej technologii ramię może wykryć, którymi palcami chce się poruszyć osoba po amputacji, nawet jeśli nie mają palców” - powiedział Gil Weinberg, profesor Georgia Tech College of Design, który prowadzi projekt.
Barnes używał wcześniej dostępnych czujników elektromiogramu (EMG) (przymocowanych do jego mięśni), ale czujniki nie są tak bardzo dokładne w porównaniu z obecnym. „Czujniki EMG nie są zbyt dokładne, potrafią wykryć ruch mięśni, ale sygnał jest zbyt głośny, aby wywnioskować, który palec osoba chce poruszyć. Próbowaliśmy ulepszyć wykrywanie wzorców z EMG dla Jasona, ale nie mogliśmy uzyskać kontroli „palec po palcu”, powiedział Weinberg, dyrektor Georgia Tech's Center for Music Technology.
Następnie zespół zobaczył maszynę ultradźwiękową w laboratorium i współpracował z dwoma kolejnymi profesorami Georgia Tech - Minoru Shinoharą, Chrisem Finkiem i Leventem Degertekinem i przy ich pomocy udało im się przymocować sondę ultradźwiękową do ramienia. Tej samej sondy używali lekarze do sprawdzania ruchów niemowląt w macicy i używali jej do obserwowania, jak poruszają się mięśnie Barnesa.
„Wtedy mieliśmy chwilę Eureki” - powiedział Weinberg.
Weinberg i jego zespół wprowadzili każdy unikalny ruch mięśnia Barnesa do algorytmu, który jest w stanie szybko uzasadnić, który palec chce się poruszyć. Bioniczna ręka jest również w stanie wykryć ciągłe i jednoczesne ruchy każdego palca z dokładnym obliczeniem siły zamierzonej przez osobę niepełnosprawną.
„To naprawdę oszałamiające, nowe ramię pozwala mi wykonywać dowolny chwyt w locie, bez zmiany trybu czy naciskania przycisku. Nigdy nie sądziłem, że będziemy w stanie to zrobić ”- powiedział Barnes.
Pierwszym wynalazkiem laboratorium Weinberga dla Barnesa jest to, że w 2014 roku wyposażyli go w protezę ramienia z dwoma pałeczkami. Teraz bioniczna ręka jest drugim dziełem dla Barnesa autorstwa Weinberga Lab. Pierwsza kreacja dała mu szansę ponownego zagrania na bębnie kijem, który gra szybciej niż jakikolwiek perkusista na świecie, ponieważ uwielbia grać na bębnie. Robot Weinberga przyciąga uwagę na całym świecie koncertami Barnesa na czterech kontynentach, z których jeden był wykonywany przez Barnesa w Kennedy Center w Waszyngtonie i Moogfest. Tak więc pierwsza kreacja przenosi Weinberga na imponujący poziom kreacji, więc myślą, że druga kreacja zadziwi świat bioniczną ręką Barnesa i występem, którego brakuje mu od 2012 roku.
„Jeśli ten typ ręki może pracować z muzyką, czymś tak subtelnym i ekspresyjnym jak gra na pianinie, technologia ta może być również używana do wielu innych rodzajów drobnych czynności motorycznych, takich jak kąpiel, pielęgnacja i karmienie, wyobrażam sobie również sprawnych fizycznie osoby mogące zdalnie sterować robotami i rękami po prostu poruszając palcami ”- powiedział Weinberg.
Źródło: Georgia Tech