Το 2003, ο Alex Smith ήταν μόλις 11 ετών όταν έχασε το δεξί του χέρι: ένας μεθυσμένος οδηγός έριξε το σκάφος του σε αυτό της οικογένειάς του στη λίμνη Austin, στο Τέξας, με αποτέλεσμα να πέσει στο νερό και να ακρωτηριασθεί το χέρι του από την προπέλα.

Έναν χρόνο αργότερα, απέκτησε ένα μυοηλεκτρικό χέρι, ένα είδος προσθετικού άκρου που τροφοδοτείται από τα ηλεκτρικά σήματα των μυών του – όμως ο Smith το χρησιμοποίησε ελάχιστα επειδή ήταν πολύ αργό και είχε περιορισμένο εύρος κινήσεων: μπορούσε να ανοίγει και να κλείνει το χέρι, αλλά όχι να κάνει άλλες κινήσεις. Τα ρομποτικά χέρια τον δυσκόλεψαν εξίσου.

«Απλώς δεν ήταν σούπερ λειτουργικά», λέει ο Alex.

Με τη δύναμη της σκέψης

Πρόσφατα, ο άνδρας δοκίμασε ένα νέο προϊόν της νεοσύστατης (startup) εταιρείας, Phantom Neuro, το οποίο έχει τη δυνατότητα να παρέχει πιο ρεαλιστικό έλεγχο των προσθετικών άκρων.

Η εταιρεία κατασκευάζει ένα λεπτό, εύκαμπτο μυϊκό εμφύτευμα για να επιτρέπει σε όσους έχουν υποστεί ακρωτηριασμό ένα πιο φυσικό εύρος κινήσεων απλά και μόνο με τη δύναμη της σκέψης τους.

«Δεν χρησιμοποιούν πολλοί άνθρωποι ρομποτικά άκρα, και αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο πόσο φρικτό είναι το σύστημα ελέγχου», λέει ο Connor Glass, διευθύνων σύμβουλος και συνιδρυτής της Phantom Neuro.

Όπως αναφέρεται στο WIRED, 10 συμμετέχοντες σε μια μελέτη που διεξήγαγε η Phantom χρησιμοποίησαν μια φορητή έκδοση των αισθητήρων της εταιρείας για να ελέγξουν ένα ρομποτικό χέρι που κυκλοφορεί ήδη στην αγορά, επιτυγχάνοντας μέση ακρίβεια 93,8% σε 11 χειρονομίες του χεριού και του καρπού.

Μάλιστα, ο Smith ήταν ένας από τους συμμετέχοντες.

Διαβασε ακομα

Η Bebe Vio δεν ξέρει τι σημαίνει «αδύνατο»

Αναντιστοιχία στις χειρονομίες

Τα σημερινά μυοηλεκτρικά προσθετικά, όπως αυτά που δοκίμασε ο Smith, διαβάζουν ηλεκτρικά ερεθίσματα από επιφανειακά ηλεκτρόδια που βρίσκονται στο ακρωτηριασμένο μέλος.

Όταν ένα άτομο λυγίζει το χέρι του, οι μύες του χεριού του συστέλλονται. Αυτές οι μυϊκές συσπάσεις εξακολουθούν να συμβαίνουν στο ακρωτηριασμένο άκρο καθώς κάμπτεται. Έτσι, τα ηλεκτρόδια λαμβάνουν ηλεκτρικά σήματα από αυτές τις συσπάσεις, τα ερμηνεύουν και ξεκινούν κινήσεις στο προσθετικό μέλος.

Ωστόσο, τα ηλεκτρόδια επιφάνειας δεν συλλαμβάνουν πάντα σταθερά σήματα, επειδή μπορεί να γλιστρήσουν και να μετακινηθούν, γεγονός που μειώνει την ακρίβειά τους.

Οι υπάρχουσες συσκευές έχουν επίσης περιορισμένο εύρος χειρονομιών, και για να ελέγξουν αυτές τις χειρονομίες, οι χρήστες των προσθετικών μελών πρέπει να κάνουν κινήσεις που συνήθως δεν αντιστοιχούν στη χειρονομία που θέλουν να κάνουν.

Φυσική κίνηση των άκρων

Σε μια έρευνα του 2020 σε όσους έχουν υποστεί ακρωτηριασμό των άνω άκρων, το 20,7% χρησιμοποίησε μυοηλεκτρικές προθέσεις, ενώ το 74,4% χρησιμοποίησε προθέσεις που κινούνται από το σώμα – συσκευές με άγκιστρα που μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν, οι οποίες λειτουργούν με την κίνηση του σώματος και ένα σύστημα τροχαλίας, χωρίς να υπάρχουν σημαντικές διαφορές στον βαθμό ικανοποίησης των χρηστών.

Η Phantom, τώρα, στοχεύει στην άμεση διασύνδεση με τους μύες για να παρέχει στους χρήστες πιο φυσικό έλεγχο, αλλά η εταιρεία έπρεπε να δοκιμάσει μια φορητή έκδοση του μυϊκού αισθητήρα της προτού μπορέσει να εμφυτεύσει τη συσκευή σε εθελοντές.

Αν και η φορητή έκδοση απέδωσε καλά, ο Glass λέει ότι δεν είναι ιδανική για καθημερινή χρήση: όπως και τα υπάρχοντα προσθετικά, μπορεί να γλιστρήσει και να μετακινηθεί, γεγονός που επηρεάζει την ακρίβειά της.

Έτσι, ο CEO της startup υποστηρίζει πως ένα εμφύτευμα θα είναι πιο αξιόπιστο και ίσως μπορέσει να επιτύχει ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια, καθώς δεν θα χρειάζεται να διαβάζει ηλεκτρικά σήματα μέσω του δέρματος.

Εμφυτέυματα για τον έλεγχο των μυών

Ο Glass οραματίζεται ότι η εμφυτεύσιμη έκδοση θα εισάγεται μέσω μιας μικρής τομής και θα τροφοδοτείται κάτω από το δέρμα.

«Λαμβάνουμε την ηλεκτρική δραστηριότητα απευθείας από την επιφάνεια του μυός», εξηγεί. «Η πρόθεση κίνησης προέρχεται από τον εγκέφαλο, ο οποίος στέλνει ηλεκτρικά ερεθίσματα μέσω των περιφερικών νεύρων για να πει στον μυ να συσπαστεί».

Σημειώνεται πως πολλές εταιρείες αναπτύσσουν πλέον εγκεφαλικά εμφυτεύματα που θα επιτρέπουν σε ανθρώπους να ελέγχουν τα προσθετικά μέλη με τις σκέψεις τους. Αυτά τα συστήματα, γνωστά ως διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή, διαβάζουν και αποκωδικοποιούν σήματα στον εγκέφαλο για να επιτρέψουν στο προσθετικό μέλος να εκτελέσει την προβλεπόμενη κίνηση.

Η νεοσύστατη επιχείρηση Neuralink του Elon Musk, για παράδειγμα, ανακοίνωσε τον Νοέμβριο ότι ξεκινά μια μελέτη για να δοκιμάσει αν το εγκεφαλικό της εμφύτευμα μπορεί να επιτρέψει στους συμμετέχοντες να ελέγχουν απευθείας ένα ρομποτικό χέρι.

Ο Geoffrey Ling, από την άλλη, τεχνικός σύμβουλος της Phantom προειδοποιεί πως τα εγκεφαλικά εμφυτεύματα πρέπει να είναι πολύ μακράς διάρκειας, ώστε οι ασθενείς να μην χρειάζεται να υποβάλλονται σε πολλαπλές επεμβάσεις στον εγκέφαλο.

Διαβασε ακομα

Έλον Μασκ καλεί τηλεπάθεια! Έβαλε μικροτσίπ σε ανθρώπινο εγκέφαλο

Το Phantom σχεδιάζει να ξεκινήσει μια κλινική δοκιμή για την εμφυτευμένη εκδοχή του, στην οποία θα συμμετάσχουν άτομα που έχουν υποστεί ακρωτηριασμό στα άνω άκρα, το 2025. Ο Smith ελπίζει να συμμετάσχει σε αυτή τη μελέτη.

Εάν η τεχνολογία Phantom φτάσει στην αγορά, θα μπορούσε να βοηθήσει εκατοντάδες ανθρώπους, δίνοντάς τους και πάλι την ευκαιρία να κάνουν πολύ πιο εύκολα καθημερινές εργασίες: «Νομίζω ότι αυτό θα αλλάξει εντελώς το παιχνίδι», λέει.