• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Självlärande bionisk hand kan väcka ny generation protetiska lemmar

    3D-gjord bild av den nya protesen som roterar för att kasta en boll. Upphovsman:Imperial College London

    Den nya protetiska handen tolkar muskelsignaler från hjärnaktivitet med maskininlärning för att göra rörelser mer naturliga.

    Forskare vid Imperial College London och University of Göttingen har använt maskininlärning för att förbättra prestandan hos protetiska händer.

    Efter att ha testat deras prototyp på fem amputerade, de fann att ny maskininlärningsbaserad kontroll var mycket bättre på att tillhandahålla naturlig, flytande rörelser än den för närvarande tillgängliga tekniken.

    Forskarna sa att resultaten, som publiceras i Science Robotics , kan utlösa en "ny generation protetiska lemmar".

    Professor Dario Farina, seniorförfattare till tidningen från Imperial Department of Bioengineering, sade:"När du designar bioniska lemmar, vårt främsta mål är att låta patienterna kontrollera dem så naturligt som om de vore deras biologiska lemmar. Denna nya teknik tar oss ett steg närmare att uppnå detta. "

    Maskininlärning

    Nuvarande teknik fungerar genom att direkt styra protesmotorerna med några muskelsignaler.

    Den nya bioniska handen, utvecklat i samarbete med Imperial och universitetet i Göttingen, använder ett gränssnitt mellan människa och maskin som tolkar patientens avsikter och skickar kommandon till den artificiella lemmen.

    Upphovsman:Imperial College London

    Den innehåller åtta elektroder som tar upp svaga elektriska signaler från patientens stubbe, innan du förstärker dem och skickar dem till en minidator, finns också i protesen.

    Minidatorn kör sedan maskininlärningsalgoritmen för att tolka signalerna, innan han beordrar handmotorerna att röra sig på det sätt som patienten vill.

    Patienter fann att de enkelt kunde rotera handleden och öppna handen antingen samtidigt eller separat. De fann också att rörelserna var mycket mer naturliga än de konventionella bioniska lemmarna som de var vana vid.

    Förutom funktionstyper, patienter kan också kontrollera hastigheten på individuell rörelse oberoende av andra rörelser. Till exempel, patienter kunde vända handen långsamt men öppna den snabbt samtidigt. Forskarna säger att detta är en viktig komponent för rörelser som känns naturliga.

    Före användning, patienten och den bioniska handen genomgick utbildning så att maskininlärningsalgoritmen kunde 'lära' hur man tolkar sina unika elektroniska signaler. Professor Farina hoppas kunna eliminera behovet av detta i framtida prototyper, utan att offra personlig anpassning till specifika patienter.

    Professor Farina sa:"Den nya bioniska handen är inte bara mer naturlig utan den är också överlägsen när det gäller funktionalitet i dagliga uppgifter än vad som för närvarande är tillgängligt för patienter.

    "Efter denna kliniska studie, Vi hoppas kunna ha detta tillgängligt på marknaden för patienter inom tre år. "

    Forskarna arbetar för närvarande med att få större kontroll över handen, inklusive förmågan att röra enskilda fingrar, och eliminera behovet av elektroder genom att trådlöst överföra signaler i patientens kropp.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com