Prostesis Robotic Luke Skywalker Memungkinkan Orang Amputasi untuk Merasa Lagi

Situs ini dapat memperoleh komisi afiliasi dari tautan di halaman ini. Syarat Penggunaan. Prostesis Robotic Luke Skywalker Memungkinkan Orang Amputasi untuk Merasa Lagi 1

Salah satu perbedaan yang telah lama memisahkan ranah fiksi ilmiah dan kenyataan, setidaknya dalam hal prosthetics dan augmentasi manusia buatan, adalah kemampuan kita untuk merajut komponen sintetik atau cybernetic secara lancar ke dalam tubuh manusia. Di Star Wars, Star Trek, itu Marvel Cinematic Universe, atau gim seperti Deus Ex, ini diperlakukan sebagai masalah yang terpecahkan sampai batas tertentu. Dalam kehidupan nyata, membangun anggota tubuh tiruan dengan kemampuan mencengkeram atau menyeimbangkan yang canggih masih sangat banyak pekerjaan yang sedang berlangsung. Tetapi lengan prostetik yang telah kami bahas sebelumnya, yang sekarang secara resmi dikenal sebagai lengan Deka LUKE (dan dinamai menurut Luke Skywalker), kini telah melangkah lebih jauh dan sebagian memulihkan kemampuan orang yang diamputasi untuk merasakan sensasi lagi.

Makalah abstrak, dalam Science Robotics, menyatakan:

Rekaman elektromiografi dari otot lengan residu didekodekan untuk memberikan kontrol independen dan proporsional dari tangan dan pergelangan tangan prostetik enam DOF — lengan DEKA LUKE. Aktivasi sensor kontak pada prostesis menghasilkan mikrostimulasi intraneural dari serabut saraf sensorik residual melalui Implant Array Utah Slanted Electrode Array, sehingga membangkitkan persepsi taktil pada tangan hantu. Dengan umpan balik sensorik diaktifkan, peserta menunjukkan ketepatan yang lebih besar dalam kekuatan cengkeraman dan lebih mampu menangani benda-benda rapuh. Dengan eksplorasi aktif, peserta juga dapat membedakan antara benda-benda kecil dan besar dan antara yang lunak dan keras. Ketika umpan balik indera adalah biomimetik — dirancang untuk meniru sinyal sensorik alami — partisipan mampu mengidentifikasi objek secara signifikan lebih cepat daripada dengan menggunakan algoritma penyandian tradisional yang hanya bergantung pada intensitas stimulus saat ini. Dengan demikian, sentuhan buatan dapat dipahat dengan memodelkan umpan balik indera, dan pola yang diilhami secara biologis menimbulkan persepsi yang lebih dapat ditafsirkan dan berguna.

The Utah Slanted Electrode Array dikembangkan untuk implantasi dalam sistem saraf tepi. Sesuai namanya, susunan 100 mikronon silikon panjang 1.5mm memproyeksikan keluar dari substrat kecil, dengan panjang elektroda yang berkisar dari 0,5mm hingga 1mm. Array elektroda telah digunakan bersama dengan versi non-miring (Utah Electrode Array) untuk mempelajari pemrosesan informasi paralel dan bagaimana otot dikontrol.

Lengan LUKE telah dimodifikasi untuk menyampaikan informasi ke otak manusia, memungkinkan seorang yang diamputasi untuk merasakan informasi tentang benda-benda yang mereka pegang. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa kemampuan untuk merasakan sesuatu adalah kunci untuk mengetahui seberapa sulit untuk mencengkeramnya – lepaskan, dan jauh lebih sulit untuk menghindari menghancurkan benda.

“Kami mengubah cara kami mengirimkan informasi itu ke otak sehingga cocok dengan tubuh manusia. Dan dengan mencocokkan tubuh manusia, kami dapat melihat manfaat yang lebih baik, ”kata Jacob George, penulis studi dan mahasiswa doktoral teknik biomedis di University of Utah. "Kami membuat sinyal yang lebih realistis secara biologis."

Prostesis Robotic Luke Skywalker Memungkinkan Orang Amputasi untuk Merasa Lagi 2

Keven Walgamott. Kredit gambar: Dan Hixson / Fakultas Teknik Universitas Utah.

Salah satu orang yang diamputasi yang menerima lengan, Keven Walgamott, berhasil mengeluarkan anggur dari batangnya tanpa menghancurkannya, mengambil telur tanpa menghancurkan atau memecahkannya, dan bahkan memegang tangan istrinya. Dia melaporkan sensasi serupa di "jari-jarinya" dengan tangan manusia. “Itu hampir membuat saya menangis,” kata Walgamott setelah menggunakan LUKE Arm untuk pertama kalinya pada tahun 2017. “Itu sangat menakjubkan. Saya tidak pernah berpikir saya akan bisa merasakan di tangan itu lagi. "

Membuat lengan itu bekerja adalah proses yang rumit. Penelitian tentang membantu orang yang diamputasi merasa dengan menghubungkan prostetik ke saraf yang tersisa di lengan telah berlangsung selama bertahun-tahun. Namun sebenarnya mentransmisikan sensasi membutuhkan lebih dari sekadar mengaitkan tangan ke saraf yang dapat dibuat untuk mengirimkan perintah "bergerak". Untuk berinteraksi dengan saraf, tangan harus memiliki sensor di dalamnya yang dapat membawa data dengan cara yang bisa dipahami oleh saraf sebagai sensasi. Mentransmisikan data impuls saraf dalam apa yang tampaknya menjadi model neuron spiking berdasarkan deskripsi adalah kunci untuk membuat lengan benar-benar berfungsi. (Situs mencatat: "Pada kontak pertama suatu objek, ledakan impuls menggerakkan saraf ke otak dan kemudian berangsur-angsur berkurang. Menciptakan ini adalah langkah besar.")

Para peneliti rupanya memodelkan transmisi saraf pada primata untuk memahami bagaimana membangun model yang setara pada manusia. Tim sekarang bekerja pada versi lengan Deka LUKE yang dapat sepenuhnya mobile, daripada sebagian ditransfer ke komputer di luar tubuh. The Utah Slanted Electrode Array mampu mengirimkan sinyal yang mentransmisikan lebih dari sekedar sentuhan – rasa sakit dan suhu juga dapat diberi sinyal juga, meskipun penelitian ini berfokus pada sentuhan, bukan indera lainnya. Di masa depan, tim ingin memperluas untuk mengatasi kebutuhan amputasi di atas siku serta pekerjaan yang ada dengan pasien yang kehilangan anggota badan di bawah siku. Diharapkan bahwa pasien dapat dipasangi lengan LUKE yang dapat mereka bawa pulang dan digunakan pada tahun 2020 atau 2021. Lengan tersebut telah dalam pengembangan selama sekitar 15 tahun.

Kredit Gambar Fitur: Dan Hixson / Fakultas Teknik Universitas Utah.

Sekarang baca:

Pos terkait

Back to top button