Una nueva mano protésica impresa en 3D puede aprender los patrones de movimiento de los usuarios para ayudar a los pacientes amputados a realizar las tareas diarias. informa un estudio publicado esta semana en Ciencia Robótica .

Perder una extremidad ya sea por enfermedad o accidente, puede presentar desafíos emocionales y físicos para una persona amputada, dañando su calidad de vida. Las prótesis pueden ser muy útiles, pero a menudo son caras y difíciles de usar. El Laboratorio de Ingeniería de Sistemas Biológicos de la Universidad de Hiroshima ha desarrollado una nueva mano protésica impresa en 3D combinada con una interfaz de computadora, cual es su mas barato, modelo más ligero que es más reactivo a la intención de movimiento que antes. Las generaciones anteriores de sus manos protésicas han sido hechas de metal, que es pesado y costoso de hacer.

Profesor Toshio Tsuji de la Escuela de Graduados en Ingeniería, La Universidad de Hiroshima describe el mecanismo de esta nueva interfaz de mano y computadora usando un juego de "Rock, Papel, Tijeras. "El usuario imagina un movimiento de la mano, como hacer un puño para Roca o un signo de paz para Tijeras, y la computadora conectada a la mano combina los movimientos previamente aprendidos de los 5 dedos para realizar este movimiento.

"El paciente solo piensa en el movimiento de la mano y luego el robot se mueve automáticamente. El robot es como una parte de su cuerpo. Puede controlar el robot como desee. Combinaremos el cuerpo humano y la máquina como un solo cuerpo vivo". explica Tsuji.

Los electrodos en el encaje del equipo protésico miden las señales eléctricas de los nervios a través de la piel, de manera similar a como un ECG mide la frecuencia cardíaca. Las señales se envían a la computadora, que solo toma cinco milisegundos para tomar una decisión sobre qué movimiento debería ser. Luego, la computadora envía las señales eléctricas a los motores en la mano.

La red neuronal (llamada interfaz cibernética), que permite que la computadora "aprenda, "fue entrenado para reconocer los movimientos de cada uno de los 5 dedos y luego combinarlos en diferentes patrones para convertir las tijeras en roca, tomar una botella de agua o controlar la fuerza que se usa para estrechar la mano de alguien.

"Esta es una de las características distintivas de este proyecto. La máquina puede aprender movimientos básicos simples y luego combinarlos y luego producir movimientos complicados, "Tsuji dice.

El Laboratorio de Ingeniería de Sistemas Biológicos de la Universidad de Hiroshima probó el equipo con pacientes en el Centro de Rehabilitación de Robots en el Instituto de Tecnología de Asistencia de Hyogo. Kobe. Los investigadores también colaboraron con la empresa Kinki Gishi para desarrollar el encaje para acomodar el brazo de los pacientes amputados.

Se reclutaron siete participantes para este estudio, incluido un amputado que había usado una prótesis durante 17 años. Se pidió a los participantes que realizaran una variedad de tareas con la mano que simulaba la vida diaria, como recoger objetos pequeños, o apretando el puño. La precisión de los movimientos de la mano protésica medidos en el estudio para un movimiento simple simple fue superior al 95 por ciento, y complicado movimientos no aprendidos fue del 93 por ciento.

Sin embargo, esta mano no está lista para todos los usuarios. Usar la mano durante mucho tiempo puede resultar engorroso para el usuario, ya que debe concentrarse en la posición de la mano para sostenerla. que causó fatiga muscular. El equipo está planeando crear un plan de entrenamiento para aprovechar al máximo la mano y espera que se convierta en una alternativa asequible en el mercado de las prótesis.