La DARPA crée une main de robot qui peut réellement se sentir

La science-fiction nous a promis depuis longtemps des membres prosthétiques capables d'atteindre ou de dépasser les capacités de leurs homologues en chair et en os. Jeux vidéo et films comme Deus Ex Deus Ex: The Fall Is Out. Est-il bon? Deus Ex: La chute est terminée. Est-il bon? Ce jeu capture-t-il la gloire des anciens jeux ou tombe-t-il à plat? Read More et moi, Robot, avons tiré beaucoup de kilomètres de ce trope. Pendant de nombreuses années, cependant, cette idée a été une blague maladive pour les vrais amputés, qui sont souvent coincés avec de simples griffes mécaniques..

Enfin, la technologie a commencé à rattraper la vision de la science-fiction. Cette semaine, DARPA a annoncé une nouvelle percée qui apporte un sens naturel du toucher à ces membres mécaniques.

Technologie de pointe

Pour les jambes, les remplacements sont déjà assez sophistiqués. Voici comment Hugh Berrics va prolonger et améliorer votre vie Comment Bionics va prolonger et améliorer votre vie Considéré comme un passe-temps de science-fiction, la science de la bionique est souvent considérée comme sinistre. Cependant, dans le monde réel, les technologies bioniques peuvent prolonger et améliorer votre vie. Read More présente ses jambes robotiques sophistiquées, qui permettent aux utilisateurs de marcher, courir, sauter et même danser de manière parfaitement naturelle.

Malheureusement, les armes se sont avérées un défi plus difficile. Les jambes ont une fonction bien définie: maintenir l’utilisateur debout pendant le mouvement. Cet objectif est si simple que le membre peut généralement déduire ce dont il a besoin du contexte, en utilisant seulement quelques capteurs. En revanche, nous utilisons des armes pour toutes sortes de choses, ce qui les rend beaucoup plus difficiles à contrôler.

Les premiers membres robotiques n'avaient que quelques degrés de liberté - peut-être un coude, un poignet en rotation et un mécanisme de préhension. Ceux-ci peuvent être contrôlés à l'aide, par exemple, de boutons à l'intérieur d'une chaussure. Cela fonctionne pour certaines choses - tenir un objet, ou même serrer la main - mais échoue pour des tâches plus inhabituelles ou délicates. Alors que la robotique est devenue plus sophistiquée 5 Robots humanoïdes avancés qu'il faut voir pour croire 5 Robots humanoïdes avancés pour que vous croyiez Ici, nous comptons quelques-uns des robots humanoïdes les plus impressionnants jamais créés. L'avenir de la robotique s'annonce, et il est plus étrange que jamais. Lire la suite, les méthodes de contrôle de ces armes ont été forcés d'améliorer.

L'un des principaux innovateurs dans ce domaine est la DARPA, une branche du DoD qui étudie les technologies futuristes et qui développe des prothèses pour les anciens combattants blessés. Voici l'un de leurs plus récents prototypes de bras, aussi solides et aussi habiles qu'un membre humain..

Évidemment, cela ne peut pas être contrôlé par des boutons dans vos chaussures! Les deux techniques de contrôle modernes principales impliquent toutes deux une interface directe avec le système nerveux. Brancher votre cerveau et votre corps - L’avenir des ordinateurs implantés Brancher votre cerveau et votre corps - L’avenir des ordinateurs implantés un bon moment pour explorer l’état de l’art des technologies homme-machine. Lire la suite .

Ré-énervation ciblée agit en sectionnant les nerfs qui animent le membre manquant et en les acheminant dans le tissu musculaire de la poitrine. Ensuite, lorsque l'utilisateur essaie de déplacer différentes articulations du bras, de minuscules fragments de muscle thoracique fléchissent à la place. Ces flexions peuvent être détectées et utilisées pour contrôler le bras. Pour les utilisateurs qui ont beaucoup de bras, il est également possible de capter la flexion des muscles restants sans recourir à la chirurgie.

Voici Miles O'Brian de PBS qui expérimente le bras DARPA en utilisant cette technique:

L'autre option est électrodes cérébrales. Pour cette procédure, l’utilisateur subit une intervention chirurgicale afin d’implanter un réseau d’électrodes de quelques millimètres de long sur la zone du cerveau impliquée dans le contrôle des mains. Le réseau d'électrodes comprend des centaines d'électrodes individuelles, chacune enregistrant différentes configurations de neurones. Un algorithme d'apprentissage automatique 4 Des algorithmes d'apprentissage automatique qui façonnent votre vie 4 Des algorithmes d'apprentissage automatique qui façonnent votre vie Vous ne le réalisez peut-être pas, mais l'apprentissage automatique est déjà tout autour de vous et peut exercer une influence surprenante sur votre vie. Ne me crois pas? Vous pourriez être surpris. Read More peut être entraîné avec ces données pour permettre au bras d'interpréter la volonté de l'utilisateur et d'agir en conséquence.

Technologie Touchy

Malheureusement, ce n'est pas suffisant en soi pour contrôler naturellement un membre. Les humains dépendent de leur sens du toucher et de la façon dont leurs membres sont posés (proprioception) pour effectuer presque toutes les tâches. Être obligé de ne compter que sur des informations visuelles rend nos membres maladroits et encombrants.

Alors, comment ajouter une touche au bras robotique??

Les capteurs sont faciles, mais il est difficile de récupérer les informations dans le corps. Une technologie en cours de développement consiste à fixer des électrodes aux faisceaux nerveux du membre restant. Malheureusement, le nombre de canaux tactiles est limité à quelques-uns - le retour est relativement grossier. Voici à nouveau Miles O'Brian, interrogeant une personne amputée à laquelle ces électrodes ont été implantées.

Une approche différente, et celle avec laquelle la DARPA a récemment fait une percée, consiste à retourner au cerveau et à utiliser des électrodes pour le stimuler., “Fermer la boucle” afin que le bras puisse être contrôlé et que ses capteurs soient ressentis via une interface neuronale directe. C'est beaucoup plus naturel et beaucoup plus fin que ce qui était possible auparavant.

Selon l'annonce de la DARPA, l'utilisateur, un homme tétraplégique âgé de 28 ans, était capable de sentir et de contrôler un membre robotique avec une grande précision, grâce à un réseau d'électrodes implantées dans son cerveau. L'utilisateur, qui avait les yeux bandés, était en mesure de déterminer quel doigt était touché avec une précision presque parfaite, et a indiqué qu'il avait l'impression que ses propres doigts organiques étaient stimulés. C'était la première fois qu'il pouvait sentir ses doigts depuis plus de dix ans..

Il a même pu, lorsque les chercheurs ont touché deux doigts, constater que quelque chose n'allait pas et demander s'ils essayaient de lui jouer un tour. C'est une indication de la précision de ce sens synthétique du toucher. Contrôle cérébral par la lumière: c'est possible avec Optogenetics Contrôle cérébral avec la lumière: C'est possible avec Optogenetics pour percer les secrets du cerveau (et traiter ses troubles) d'une manière totalement nouvelle. Lire plus pourrait permettre aux utilisateurs d'effectuer des tâches complexes, comme plier un origami ou jouer d'un instrument de musique.

Le chemin du marché

Malheureusement, le succès de ce type de laboratoire est un long chemin pour changer réellement la vie des personnes amputées. Bien que ce type de recherche de pointe soit passionnant, de nombreuses personnes amputées vivent encore avec de simples prothèses à crochet fendu mécanique. Ces systèmes simples ont été développés pendant la guerre civile et n'ont pas beaucoup évolués depuis. Le fossé entre ce qui est possible et ce que les gens utilisent réellement est énorme. Il faudra encore quelques années avant qu'il soit possible de combler l'écart pour la plupart des amputés.

Que pensez-vous de cette technologie? Est-ce que vous ou un être cher avez un membre? Quel type de prothèse utilisez-vous? Partagez vos histoires dans les commentaires.

Crédits d'image: bras de robot par Ociacia via Shutterstock

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