V-ati chinuit vreodata sa îndepliniti o sarcina pentru ca nu v-au fost suficiente doua brate? Daca da, ati putea aprecia un dispozitiv care v-ar da o mâna de ajutor – un nou brat, complet robotizat, controlat prin intermediul diafragmei, muschiul indispensabil respiratiei.
Simulare virtuala
În prezent, bratul robotic este plasat în mijlocul pieptului, dar ar putea fi purtat deasupra umerilor sau în lateral. Totul depinde de „ce vrei sa faci cu el”, spune inginerul Giulia Dominijanni, membra a echipei de la Institutul Federal Elvetian de Tehnologie din Lausanne (EPFL) care a construit dispozitivul.
Piesele robotice sunt concepute pentru a înlocui membrele lipsa. În aceste cazuri, semnalele sunt directionate direct de la creierul utilizatorului la dispozitiv. Nervii si muschii care miscau bratul natural îl controleaza si pe cel robotizat. În cazul noului dispozitiv, provocarea a constat în crearea unui membru suplimentar pe care o persoana sa îl poata controla în timp ce îsi foloseste ambele brate reale.
Acesta este motivul pentru care echipa lui Dominijanni l-a proiectat pentru a fi controlat de respiratie, prin intermediul unui muschi numit diafragma. Când se contracta, diafragma permite atragerea aerului în plamâni, iar când se relaxeaza, plamânii expulzeaza aerul.
Noul membru robotizat este atasat la o centura elastica în jurul pieptului utilizatorului. Un senzor de pe curea urmareste modul în care se misca diafragma, iar sistemul electronic din senzor comunica apoi cu bratul robotic. Atunci când utilizatorul inspira adânc, bratul robotizat se întinde si se retrage când utilizatorul expira profund. Respiratia normala mentine bratul în pozitia sa actuala. Înainte de a construi noul brat, echipa EPFL a realizat mai întâi unul în realitate virtuala sau VR.
Persoanele care foloseau sistemul vedeau un avatar cu doua brate naturale, precum si bratul suplimentar. Pe parcursul a trei zile, între 10 si 20 de voluntari au efectuat mai multe seturi de teste cu acest brat VR. Purtând senzorul de respiratie, ei au învatat sa controleze al treilea brat virtual. În acelasi timp, senzorii din castile lor le-au studiat si masurat miscarile oculare. Acest lucru a confirmat ca utili-zatorii puteau privi în jur si vorbi în timp ce controlau bratul suplimentar.
Controlul respiratiei bratului virtual parea sa vina în mod natural pentru oameni. „Utilizatorilor nu le-a luat foarte mult timp sa prinda miscarile, iar atunci când au fost testati sa foloseasca din nou bratul VR, chiar si un an mai târziu, toti au putut sa o faca”, spune Dominijanni. Cercetatorii au construit apoi un membru robotic simplu care sa functioneze la fel ca cel virtual. Bratul este alcatuit dintr-o banda metalica, iar „mâna” este reprezentata de o baza plata. Dispozitivul a fost testat atât de vechiul lot de voluntari, cât si de unul nou, care nu participase la primul experiment, cu bratul VR.
Celor care lucrasera anterior cu bratul virtual le-a fost mai usor decât noilor voluntari sa foloseasca bratul robotic real. Echipa EPFL lucreaza în prezent pentru a face mâna robotica capabila sa prinda lucruri.
Evolutii viitoare
Primele teste au aratat ca oamenii se pot uita în jur si pot vorbi în timp ce folosesc un brat suplimentar, dar înca nu este pe deplin clar cât de bine pot oamenii sa controleze doua brate naturale, plus unul robotizat. „Când ti-ai pierdut un brat, exista parti foarte clare ale creierului, nervilor si muschilor care sunt responsabile de controlul acelui brat”, spune Jacob George. „Când adaugi ceva nou, nu este clar cât de mult poate face creierul cu asta”.
George conduce centrul de robotica al Universitatii Utah din Salt Lake City, studiind modul în care sistemul nervos uman poate fi exploatat pentru a controla dispozitivele bionice. Cât de bine pot oamenii sa controleze un brat suplimentar fara a-si limita utilizarea membrelor reale este o întrebare interesanta, spune si Soheil Gholami, cercetator în cadrul laboratorului de robotica al EPFL, care, desi nu a lucrat la acest proiect, este implicat în alte tipuri de dispozitive robotice portabile.
Pentru a raspunde la aceasta întrebare va fi nevoie de cercetari în numeroase domenii, spune el – de la neurostiinte si electronica la comportamentul uman, iar oamenii de stiinta ar putea oferi informatii despre modul în care creierul învata noi abilitati.
Membrele robotice ar putea fi utile ca dispozitive protetice pentru a ajuta persoanele cu handicap sau pe cele care se recupereaza dupa accidente rutiere, casnice sau accidente vasculare cerebrale. Dominijanni adauga ca, desi controlul a trei brate se dovedeste a fi prea dificil pentru o utilizare obisnuita, formarea unui singur expert pentru a utiliza un membru suplimentar ar putea fi utila pentru sarcini riscante sau de înalta precizie.
De exemplu, s-ar putea evita problemele care apar atunci când mai multe persoane trebuie sa se coordoneze în timpul unor interventii chirurgicale complexe sau al unor încercari de salvare cu risc ridicat.
GABRIEL TUDOR
Comentarii