Wanita berukuran empat menggerakkan lengan robot dengan pikirannya

Seorang wanita yang lumpuh dari leher sekarang dapat menggunakan lengan robot untuk memberikan pye tinggi dan membantunya memakan cokelat, yang merupakan tangan prostetik yang dikendalikan secara mental paling canggih bagi orang -orang, kata para peneliti.

Meskipun para ilmuwan telah mengerjakannya anggota tubuh robot yang bisa menggerakkan monyet Dengan pikiran mereka, hasil baru ini adalah pertama kalinya seseorang dapat mengirim Prosthetics yang dikendalikan oleh pemikiran Lebih baik dari monyet, peneliti menambahkan.

“Ini adalah lompatan yang spektakuler untuk fungsi dan kemandirian yang lebih besar bagi orang -orang yang tidak dapat menggerakkan lengan mereka sendiri,” kata peneliti Andrew Schwartz di University of Pittsburgh. “Teknologi ini, yang menginterpretasikan sinyal otak untuk memimpin lengan robot, memiliki potensi besar yang terus kami jelajahi.”

“Jika kita bergerak maju, kita mungkin menemukan bahwa itu berlaku untuk jenis lain Cedera otak traumatis“Peneliti Elizabeth Tyler-Cabara di University of Pittsburgh mengatakan kepada LiveScience.” Populasi yang bisa kita terapkan bisa seluas imajinasi kita. “

Penyakit genetik lumpuh

Wanita itu, Jan Scheuermann, seorang ibu dari dua anak, pernah menjadi tuan rumah pesta bisnis yang sukses dengan tema misterie pembunuhan. Pada tahun 1996, dia mencatat bahwa kakinya terseret di belakangnya, dan dalam waktu dua tahun kakinya dan lengannya melemah sampai -sampai dia membutuhkan kursi roda dan pelayan untuk membantunya berpakaian, makan, mandi, dan kegiatan sehari -hari lainnya. (Lihatlah foto Jan menggunakan prostetik)

Scheuermann menderita degenerasi spinocerebellar, penyakit genetik di mana hubungan antara otak dan otot perlahan memburuk. Dia sekarang adalah tetrapplegies (juga disebut quadriplegic), yang berarti dia lumpuh dari leher dan tidak dapat secara sukarela menggerakkan lengan atau kakinya.

“Aku bahkan tidak bisa mengangkat bahu,” kata Scheuermann. “Tapi saya menyimpulkan bahwa kekhawatiran tentang sesuatu yang mengalaminya dua kali. Saya mencoba memikirkan hal -hal baik yang saya miliki. ‘

Seorang teman Scheuermann menunjuk sebuah video tentang 2011 tentang penelitian di University of Pittsburgh di seorang pria dengan tetraplegia, Tim Hemmes, yang memberinya kemampuan untuk menolak layar komputer dan Jangkau dengan lengan robot untuk menyentuh pacarnya.

“Wow, sangat rapi sehingga dia bisa melakukannya,” kenang Scheuermann, berpikir ketika dia menonton Hemmes. “Aku berharap aku bisa melakukan hal seperti itu.” Dia membuatnya menemani para peneliti menelepon dan berkata, “Aku segi empat. Hubungkan aku, rekam aku! Aku ingin melakukannya!”

Prostetik yang dikontrol otak

Para ilmuwan telah mengembangkan pengaturan mikro-elektroda yang menghubungkan sel-sel otak ke kisi sirkuit-sirkuit elektronik hanya 16 milimeter persegi besar dengan 96 poin memasuki permukaan otak dengan sekitar satu-16 inci. Mereka memindai otak Scheuermann untuk menentukan dengan tepat di mana menempatkan elektronik ini, dan pada bulan Februari mereka menanamkan perangkat di korteks motor kirinya, bagian otak yang mengontrol pergerakan lengan dan tangan kanan. (9 Peningkatan Cyborg tersedia saat ini)

Implan ini terkait dengan anggota tubuh robot yang disebut Scheuermann Hector, yang mampu melakukan gerakan sendi dan pergelangan tangan yang sebanding dengan tangan manusia.

“Lengan prostetik yang kami gunakan sangat canggih, dengan banyak segmen lengan dan tangan yang sama dengan rekan manusia,” kata Schwartz kepada LiveScience.

Dua minggu setelah implantasi, hanya pada hari kedua pelatihan dengan prostetikScheuermann mampu memindahkannya dengan bebas dengan pikirannya. Dalam satu minggu pelatihan, dia bisa masuk dan keluar, kiri dan kanan dan ke atas dengan lengan.

“Apa yang kami lakukan pada minggu pertama, mereka pikir kami akan duduk selama sebulan,” kata Scheuermann.

Schheuermann berpartisipasi dalam program pelatihan dan pengujian komprehensif 13 minggu untuk mengendalikan prostesis sepanjang tujuh derajat jenis kebebasan yang dapat melakukan sendi prostetik, seperti menekuk pergelangan tangan bolak-balik, memindahkannya dari sisi ke sisi dan memutarnya searah jarum jam dan searah jarum jam. Tiga kali seminggu setelah laboratorium, ia dengan cepat belajar menjangkau dan meraih blok, kerucut dan bola dengan prostesis, dan mengembangkan kontrol yang lancar dan cepat atas gerakan kompeten yang hampir mirip dengan orang dengan kemampuan reguler.

“Aku pasti akan melakukannya lagi,” kata Scheuermann kepada LiveScience. “Saya pikir saya sangat diberkati bahwa itu datang dalam hidup saya.”

Raih cokelat

Scheuermann mengatakan kepada tim peneliti: “Saya akan memberi makan diri saya sendiri cokelat sebelum berakhir.” Dengan bantuan Hector, Scheuermann menikmati sedikit cokelat, sementara para ilmuwan memuji penampilannya. “Satu gigitan kecil untuk seorang wanita, satu gigitan raksasa untuk BCI (antarmuka kontrol otak),” kata Scheuermann.

Pada akhirnya, Scheuermann dapat menggunakan penggunaan prostetik untuk mencapai objek, menyesuaikan pembukaan tangan palsu untuk mengambil item dari berbagai bentuk dan ukuran dan memindahkannya ke lokasi yang diinginkan. Dia dapat menyelesaikan tugas yang diminta dengan tingkat keberhasilan hingga 91,6 persen, dan lebih dari 30 detik lebih cepat daripada yang dia lakukan di awal program.

Kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya di mana Scheuermann beradaptasi dengan prostesis sebagian disebabkan oleh cara baru yang inovatif untuk menghubungkan otak peserta dengan prostesis. Antarmuka mesin otak Bekerja melalui sinyal otak yang dikonversi ke sinyal komputer. Para peneliti sebelumnya memantau sinyal bahwa otak ketika orang menggerakkan lengan mereka dan merancang perilaku desain prostetik agar sesuai dengan aktivitas otak Scheuermann ketika dia mempertimbangkan untuk menggerakkan lengannya seintuitif mungkin. (10 fakta aneh tentang otak)

“Hasilnya adalah tangan palsu yang dapat dipindahkan dengan sangat akurat dan naturalistik dari upaya sebelumnya,” kata Schwartz.

Penelitian di masa depan dapat berusaha memasukkan sensor dalam prostetik, sehingga pasien dapat, misalnya, melihat perbedaan antara panas dan dingin, atau Permukaan halus dan kasar. Prosthetics juga dapat mencakup teknologi nirkabel, yang menghilangkan kebutuhan untuk koneksi kabel antara pasien dan secara prostetik.

“Kami berharap ini bisa menjadi sistem nirkabel yang ditanamkan sepenuhnya yang dapat digunakan orang di rumah mereka tanpa pengawasan kami,” kata peneliti Jennifer Collinger di University of Pittsburgh dan sistem perawatan kesehatan VA Pittsburgh. “Bahkan mungkin untuk menggabungkan kontrol otak dengan perangkat yang secara langsung merangsang otot untuk mengembalikan pergerakan anggota tubuh individu sendiri.”

Saat ini, implan diharapkan untuk dihapus setelah dua bulan pengujian, karena FDA menyetujui tes tersebut dengan konsep mereka berdurasi terbatas.

“Kami dapat dan telah mengajukan permohonan ekstensi yang telah disetujui dan saat ini menilai apakah kami melampaui tanggal yang awalnya direncanakan,” kata Schwartz.

“Itu perjalanan dalam hidupku,” kata Scheuermann. “Ini Achtbaan. Ini terjun payung. Ini hanya fantastis, dan aku menikmati setiap detiknya. ‘

“Yang kami butuhkan adalah sukarelawan,” peneliti Michael Boninger di University of Pittsburgh mengatakan LiveScience. “Yang kita butuhkan adalah pembiayaan.”

Para ilmuwan menetapkan temuan mereka secara online pada 16 Desember majalah Lancet.

Hak Cipta 2012 Ilmu HidupPerusahaan TechMedianetwork. Semua hak dilindungi undang -undang. Materi ini tidak dapat dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang atau didistribusikan kembali.