루크 스카이 워커 (Luke Skywalker)의 이름을 딴 로봇 팔, 수족이 만지고 다시 느낄 수있게 : '거의 눈물을 흘렸다'

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루크 스카이 워커 (Luke Skywalker)의 이름을 따서 명명 한 과학 로봇 팔
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루크 스카이 워커 (Luke Skywalker)의 이름을 딴 로봇 팔, 수족이 만지고 다시 느낄 수있게 : '거의 눈물을 흘렸다'

Good News Network-2019 년 7 월 24 일
유타 공과 대학의 Dan Hixson / University의 사진

획기적인 새로운 기술 성과 덕분에 수륙 양용의 Keven Walgamott는 새로운 로봇 팔을 사용하여 계란을 부수 지 않고 집어 올리는 것에 대해 좋은 느낌을 받았습니다.

17 년 전 전기 사고로 왼손과 팔의 일부를 잃어버린 Walgamott의 허 큘린 과제는 다른 거의 모든 사람들에게 단순 해 보인다. 그러나 계란을 집어 들었을 때 그는 움직일 수있을뿐만 아니라 자신의 생각으로 움직일 수있는 손가락으로 최첨단 보철 팔의 프로토 타입을 테스트하고있었습니다. 그리고 유타 대학의 생의학 공학 팀 덕분에 그는 뇌가 보철 손이 너무 세게 짜지 않도록 말할 수있을 정도로 알을 충분히 '펠트'했습니다.

유타 대학의 생명 공학 공학 부교수 인 그레고리 클라크 (Gregory Clark)가 이끄는이 팀은 루크 스카이 워커 (Luke Skywalker)가받은 로봇 손의 이름을 따서 명명 된 'LUKE Arm'을위한 방법을 개발했기 때문입니다. 스타 워즈 : 제국의 역습)는 뇌에 적절한 신호를 보내서 인간의 손이 물건을 느끼는 방식을 모방합니다.

이번 연구 결과는 U의 생명 공학 박사 과정 학생 인 Jacob George와 그 저널의 최신판에있는 다른 동료들에 의해 공동 저술 된 새로운 논문에 발표되었습니다. 과학 로봇.

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'우리는 정보를 인체에 맞게 뇌로 보내는 방식을 변경했습니다. 그리고 인체와 일치함으로써 우리는 개선 된 혜택을 볼 수있었습니다. '라고 George는 말합니다. '우리는보다 생물학적으로 사실적인 신호를 만들고 있습니다.'

즉, 보철 팔을 착용 한 수족은 부드럽고 딱딱한 물체의 접촉을 감지하고, 그것을 집어 올리는 방법을 정확하게 이해하고, 금속 고리 나 손발톱이있는 표준 보철로는 불가능한 섬세한 작업을 수행 할 수 있습니다.

Walgamott는 2017 년 임상 테스트에서 처음으로 LUKE Arm을 사용하는 것에 대해 '거의 눈물을 흘 렸습니다.'라고 말했습니다. 나는 그 손을 다시 느낄 수 있다고 생각하지 않았습니다. '

Keven Walgamott와 루크 팔 — 님의 사진 Utah

유타 웨스트 밸리 시티의 부동산 중개사 인 월가 모트 (Walgamott)와 유타 대학교 (University University)의 7 명의 피험자 중 한 명은 포도를 으 깨지 않고 뜯고 깨지지 않고 알을 줍고 아내의 손을 잡을 수있었습니다. 손가락으로 유능한 사람의 손가락과 비슷합니다.

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'먼저 그가하고 싶었던 것 중 하나는 결혼 반지를 씌운 것입니다. 한 손으로는하기가 어렵습니다. '라고 Clark은 말합니다. '매우 감동적이었습니다.'

이러한 것들을 달성하는 방법은 복잡한 일련의 수학적 계산 및 모델링을 통해 이루어집니다.

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LUKE Arm은 약 15 년 동안 개발되었습니다. 팔 자체는 대부분 금속 모터와 손 위에 투명한 실리콘 '피부'가있는 부품으로 만들어집니다. 외부 배터리로 전원이 공급되고 컴퓨터에 연결됩니다.

한편, 유타 대학교 팀은 보철 팔이 착용자의 신경을 활용할 수있게하는 시스템을 개발하고 있는데, 이는 팔로 신호를 보내어 이동시키는 생물학적 와이어와 같습니다. 유타 경사 전극 어레이 (Utah Slanted Electrode Array)라고하는 발명품 덕분입니다. 이 어레이는 팔뚝의 수족 신경에 이식되어 신체 외부의 컴퓨터에 연결된 100 개의 미세 전극과 전선의 묶음입니다. 이 배열은 여전히 ​​남아있는 팔 신경의 신호를 해석하고 컴퓨터는 팔의 움직임을 알려주는 디지털 신호로 변환합니다.

그러나 다른 방법으로도 작동합니다. 물체를 집어 올리는 것과 같은 작업을 수행하려면 뇌에게 손을 움직이라고 말하는 것 이상이 필요합니다. 보철 손은 단지 그것을 보면서 그것을 알아낼 수 없기 때문에 얼마나 많은 압력을가하는지 알기 위해 물체를 '느끼는'방법을 배워야합니다.

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첫째, 보철 팔에는 손을 통해 센서가 배열을 통해 신경에 신호를 보내어 무언가를 잡을 때 느끼는 느낌을 모방합니다. 그러나 이러한 신호가 전송되는 방식도 중요합니다. 두뇌가 정보를 처음 만질 때 정보의 전환을 처리하는 방법을 이해해야합니다. 물체가 처음 접촉하면 충동이 터져 신경이 뇌로 흘러 들어갑니다. 이것을 재현하는 것은 큰 단계였습니다.

'감각을 제공하는 것은 큰 문제이지만, 정보를 보내는 방법도 매우 중요하며,이를보다 생물학적으로 현실화하면 뇌가 정보를 더 잘 이해하고이 감각의 성능도 더 좋아질 것입니다.'라고 Clark은 말합니다. .

이를 달성하기 위해 Clark의 팀은 영장류의 팔에서 기록 된 임펄스와 함께 수학적 계산을 사용하여 인간이 이러한 다양한 신호 패턴을받는 방식에 대한 대략적인 모델을 만들었습니다. 그런 다음이 모델은 LUKE Arm 시스템에 구현되었습니다.

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터치 감이있는 LUKE Arm의 프로토 타입을 만드는 것 외에도, 전체 팀은 이미 완전히 휴대 할 수 있고 신체 외부의 컴퓨터에 연결할 필요가없는 버전을 개발하고 있습니다. 대신, 모든 것이 무선으로 연결되어 착용자에게 완전한 자유를 제공합니다.

클락은 유타 경사 전극 어레이는 종이가 주로 접촉을 다루지 만 통증과 온도와 같은 접촉 감각 이상의 신호를 뇌에 보낼 수 있다고 말했다. 그리고 그들의 연구는 현재 팔꿈치 아래에서 사지를 잃은 수족들과 관련이 있었지만 손을 움직일 수있는 근육이있는 곳에서 클라크는 그들의 연구가 팔꿈치 위에서 팔을 잃은 사람들에게도 적용될 수 있다고 말했다.

Clark은 2020 년 또는 2021 년에 3 명의 시험 대상자가 연방 규제 승인을 기다리는 동안 팔을 집으로 가져갈 수 있기를 희망합니다.

유타 대학에서 재판

(손목 시계 아래 비디오에서 작동하는 팔)

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