DARPA schafft Roboterhand, die sich tatsächlich anfühlt

Die Science-Fiction hat uns lange Zeit prothetische Gliedmaßen versprochen, die die Fähigkeiten ihrer Gegenstücke aus Fleisch und Blut erfüllen oder übertreffen können. Videospiele und Filme wie Deus Ex Deus Ex: The Fall Is Out. Taugt es etwas? Deus Ex: Der Fall ist raus. Taugt es etwas? Fängt dieses Spiel den Ruhm der alten Spiele ein oder fällt es flach? Read More und ich, Robot haben eine Menge Kilometer aus diesem Trope herausgepresst. Für viele Amputierte, die oft mit einfachen mechanischen Klauen festgefahren sind, war diese Idee jedoch seit vielen Jahren ein kranker Scherz.

Schließlich hat die Technologie begonnen, die Vision der Science-Fiction aufzuholen. Diese Woche, DARPA kündigte einen neuen Durchbruch an, der diesen mechanischen Gliedern einen natürlichen Tastsinn verleiht.

Technologie vorantreiben

Für die Beine ist der Ersatz schon ziemlich raffiniert. Hier ist der Prothetiker Hugh Herr, wie die Bionik Ihr Leben ausdehnen und verbessern wird Wie die Bionik Ihr Leben ausdehnt und verbessert Ihr Leben Als ein Science-Fiction-Traum betrachtet, wird die Wissenschaft der Bionik oft als unheimlich angesehen. In der realen Welt können bionische Technologien jedoch Ihr Leben verlängern und verbessern. Lesen Sie mehr, indem Sie seine ausgeklügelten Roboterbeine vorführen, mit denen Benutzer ganz natürlich gehen, laufen, springen und sogar tanzen können.

Leider haben sich Arme als schwierig erwiesen. Die Beine haben eine klar definierte Funktion: Halten Sie den Benutzer während der Bewegung aufrecht. Dieses Ziel ist so einfach, dass die Gliedmaßen in der Regel mit nur wenigen Sensoren aus dem Kontext ableiten können, worauf es ankommt. Im Gegensatz dazu verwenden wir Waffen für alle möglichen Dinge, was die Kontrolle über sie erheblich erschwert.

Frühe Roboterglieder hatten nur wenige Freiheitsgrade - vielleicht einen Ellbogen, ein sich drehendes Handgelenk und einen Greifmechanismus. Diese können beispielsweise über Knöpfe in einem Schuh gesteuert werden. Dies funktioniert für einige Dinge - das Halten eines Objekts oder sogar das Händeschütteln -, schlägt jedoch für ungewöhnlichere oder heikle Aufgaben fehl. Die Robotik hat sich weiterentwickelt. 5 fortschrittliche humanoide Roboter, die Sie sehen müssen, um zu glauben 5 fortgeschrittene humanoide Roboter, die Sie sehen müssen, um zu glauben Hier zählen wir einige der beeindruckendsten humanoiden Roboter, die jemals geschaffen wurden. Die Zukunft der Robotik kommt und ist noch seltsamer als je zuvor. Lesen Sie mehr, die Methoden zur Kontrolle dieser Arme wurden gezwungen, sich zu verbessern.

Einer der wichtigsten Innovatoren in diesem Bereich war DARPA, ein Zweig des DoD, der futuristische Technologien erforscht und Prothesen für verletzte Veteranen entwickelt. Hier ist einer ihrer neuesten Prototyparme, der so stark und fast so geschickt ist wie ein echter menschlicher Körper.

Offensichtlich kann dies nicht über Knöpfe in Ihren Schuhen gesteuert werden! Die beiden wichtigsten modernen Steuertechniken umfassen eine direkte Schnittstelle zum Nervensystem. Einstecken Ihres Gehirns und Ihres Körpers - Die Zukunft implantierter Computer Einstecken Ihres Gehirns und Körpers - Die Zukunft eines implantierten Computers Mit dem aktuellen Trend der technischen Innovation und Weiterentwicklung ist es jetzt soweit eine gute Zeit, um den Stand der Technik in Computer-Human-Technologien zu erkunden. Weiterlesen .

Gezielte Erneuerung arbeitet, indem es die Nerven durchtrennt, die das fehlende Glied antreiben, und sie in das Muskelgewebe der Brust lenkt. Wenn der Benutzer dann versucht, verschiedene Gelenke im Arm zu bewegen, biegen sich die kleinen Brustmuskeln ein. Diese Beugungen können erkannt und zur Steuerung des Arms verwendet werden. Für Benutzer, die über einen beträchtlichen Restarm verfügen, kann es auch möglich sein, die Beugung der verbleibenden Muskeln ohne Operation aufzuheben.

Hier ist PBS 'Miles O'Brian, der den DARPA-Arm mit dieser Technik ausprobiert:

Die andere Option ist Gehirnelektroden. Bei diesem Verfahren wird der Benutzer einer Operation unterzogen, um eine Elektrodenreihe von einigen Millimetern Länge in den Bereich des Gehirns zu implantieren, der bei der Steuerung Ihrer Hände beteiligt ist. Das Elektrodenarray hat Hunderte von einzelnen Elektroden, die jeweils unterschiedliche Muster von Neuronen aufzeichnen. Ein Algorithmus für maschinelles Lernen 4 Algorithmen für maschinelles Lernen, die Ihr Leben prägen 4 Algorithmen für maschinelles Lernen, die Ihr Leben prägen Sie werden es vielleicht nicht erkennen, aber maschinelles Lernen ist bereits um Sie herum und kann einen überraschenden Einfluss auf Ihr Leben ausüben. Glaub mir nicht Sie könnten überrascht sein. Mit diesen Daten kann Read More trainiert werden, damit der Arm den Willen des Benutzers interpretieren und entsprechend handeln kann.

Touchy Technologie

Leider allein reicht dies nicht aus, um ein Glied natürlich zu kontrollieren. Der Mensch ist auf seinen Tastsinn und seine Haltung angewiesen (Propriozeption), um nahezu jede Aufgabe zu erledigen. Wenn wir gezwungen sind, sich nur auf visuelle Informationen zu verlassen, werden unsere Gliedmaßen unbeholfen und umständlich.

Wie fügt man also einen Roboterarm hinzu??

Die Sensoren sind einfach, aber es ist eine Herausforderung, die Informationen wieder in den Körper zu bringen. Eine in der Entwicklung befindliche Technologie ist das Anbringen von Elektroden an den Nervenbündeln im verbleibenden Glied. Leider beschränkt sich die Anzahl der Touch-Kanäle auf wenige - das Feedback ist relativ grob. Hier ist wieder Miles O'Brian, der einen Amputierten interviewt, der diese Elektroden implantiert hat.

Ein anderer Ansatz, mit dem DARPA kürzlich den Durchbruch geschafft hat, besteht darin, zum Gehirn zurückzukehren und Elektroden zu verwenden, um es zu stimulieren, “den Kreis schließen” so dass der Arm gesteuert werden kann und seine Sensoren durch direkte neuronale Schnittstelle fühlbar sind. Dies ist viel natürlicher und feiner, als es bisher möglich war.

Gemäß der Ankündigung von DARPA konnte der Benutzer, ein 28-jähriger Tetraplegiker, ein Roboterglied mit einer in sein Gehirn implantierten Elektrodenanordnung mit großer Präzision spüren und steuern. Der Benutzer, der die Augen verbunden hatte, konnte mit nahezu perfekter Genauigkeit feststellen, welcher Finger berührt wurde, und berichtete, dass es sich anfühlte, als würden seine eigenen organischen Finger stimuliert. Es war das erste Mal, dass er seine Finger seit mehr als zehn Jahren fühlen konnte.

Er konnte sogar, als die Forscher zwei Finger berührten, feststellen, dass etwas nicht stimmte, und fragte, ob sie versuchen würden, ihm einen Streich zu spielen. Dies ist ein Hinweis darauf, wie genau dieser synthetische Tastsinn ist. In nicht allzu ferner Zukunft können anspruchsvollere Gehirnimplantate Brain Control mit Licht: Mit Optogenetics möglich Brain Control mit Licht: Mit Optogenetics möglich In den letzten Jahren ist eine neue Technik namens "Optogenetics" im Entstehen, die Wissenschaftlern helfen kann die Geheimnisse des Gehirns (und seine Störungen) auf völlig neue Weise zu enträtseln. Mit Read More können Benutzer komplizierte Aufgaben ausführen, z. B. Origami falten oder ein Musikinstrument spielen.

Der Weg zum Markt

Unglücklicherweise gibt es einen langen Weg von dieser Art von Laborerfolg bis hin zur Veränderung des Lebens von Amputierten. Während diese Art von Spitzenforschung aufregend ist, leben viele Amputierte immer noch mit einfachen, mechanischen Split-Hook-Prothesen. Diese einfachen Systeme wurden ursprünglich während des Bürgerkriegs entwickelt und sind seitdem nicht weit fortgeschritten. Die Kluft zwischen dem, was möglich ist und dem, was die Menschen tatsächlich nutzen, ist riesig. Es wird noch einige Jahre dauern, bis sich die Lücke für die meisten Amputierten schließen kann.

Was denkst du über diese Technologie? Fehlt Ihnen oder einem geliebten Menschen ein Glied? Welche Art von Prothese verwenden Sie? Teilen Sie Ihre Geschichten in den Kommentaren.

Bildnachweis: Roboterarm von Ociacia via Shutterstock

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