Kontrolowana myślami proteza ręki uczy się z każdym wykonywanym ruchem. Trwają już prace nad protezą nogi przewidującą ruchy użytkownika

Na rynku pojawiają się bioniczne protezy, dzięki którym użytkownik będzie miał wrażenie zręczności jak z zwykłej kończynie. Islandzka firma Ossur prowadzi próby przedkliniczne kontrolowanych umysłem protez nóg i stóp. Takie postępy mogą znacznie ułatwić osobom po amputacji wykonywanie zadań. Firma BrainCo opracowała protezę ręki wyposażoną w sztuczną inteligencję i  siedmiokanałowy rejestrator sygnałów EMG. Odczytuje on impulsy nerwowe przesyłane przez mózg do mięśni, a proteza uczy się z każdym wykonywanym ruchem. Co ważne, kosztuje znacznie mniej niż dotychczas oferowane na rynku bioniczne protezy.

– Nasza proteza jest wyposażona w sztuczną inteligencję, co oznacza, że ciągle się uczy. Im częściej jest używana, tym większa jest ilość informacji przetwarzanych przez SI, co prowadzi do rozbudowy algorytmu i poprawy precyzji i szybkości wykonywanych ruchów. Po pierwszych kilku minutach użytkowania klient może nauczyć się otwierać i zamykać dłoń, po 30 – zacznie posługiwać się palcami, a po 45 – zacznie podnosić i przenosić przedmioty, używać ich prawie tak, jakby używał własnej ręki – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Joshua Varela z BrainCo.

Protezy, które zastępują utracone kończyny, to obecnie wielofunkcyjne urządzenia, maksymalnie ułatwiające życie pacjentom. Na rynku są już protezy kontrolowane przez aktywność neuronową użytkownika. Inne urządzenia połączone są z układem nerwowym pacjenta za pomocą wszczepionych elektrod w amputowanej kończynie, a ramię jest kontrolowane przez sensoryczny program komputerowy. Neuronaukowcy z University of Chicago opracowują z kolei, w jaki sposób osoby po amputacji mogą kontrolować protezy, nawet jeśli urodziły się z brakującymi kończynami.

Firma BrainCo stworzyła zaś inteligentną protezę, która bazuje na sygnałach EMG (elektromiograficznych) mięśni.

– Nasza proteza odczytuje sygnały EMG. Jest wyposażona w siedmiokanałowy rejestrator sygnałów EMG, który odczytuje impulsy nerwowe przesyłane przez mózg do mięśni, co następnie prowadzi do wykonania ruchu, właściwie samoistnie. To narzędzie, które umożliwia osobom po amputacji, zgłębienie tego, w jaki sposób ich mózg wcześniej przesyłał sygnały nerwowe pozwalające im ruszać palcami, kciukami czy chwytać przedmioty – tłumaczy Joshua Varela.

Proteza BrainCo ma modułową konstrukcję mechaniczną. Umożliwia użytkownikom łatwą wymianę uszkodzonych komponentów bez konieczności zakupu nowego wyrobu, co znacznie obniża koszty jej użytkowania.

– Naszą protezę wyróżnia nieograniczony zakres ruchów oraz cena. Protezy takie jak ta kosztują zazwyczaj ok. 60 tys. dol., podczas gdy nasza firma oferuje cenę w przedziale 10–15 tys. dol. – zaznacza ekspert.

Na rynku nie brakuje też inteligentnych protez dolnych kończyn. Islandzki Ossur oferuje bioniczne protezy nóg i stóp. Z kolei dr Tommaso Lenzi wraz z zespołem naukowców z University of Utah stworzyli robotyczną nogę ze sztuczną inteligencją, która „jest w stanie myśleć za użytkownika”. Wykorzystuje kombinację sygnałów skurczu mięśni i danych czujnika z bionicznej nogi, aby odgadnąć, co zrobi użytkownik, i odpowiednio zareagować.

Tymczasem zapotrzebowanie na protezy zastępujące górne lub dolne kończyny jest ogromne. Tylko w USA, według Amputee Coalition, ok. 2 mln ludzi miało amputację lub urodziło się bez którejś z kończyn, a 185 tys. osób co roku poddaje się amputacji.

– Zapotrzebowanie na protezy rąk jest bardzo duże, na całym świecie jest bardzo wiele osób, które je straciły. Przypadki utraty kończyn wiążą się z różnymi poziomami uszkodzeń tkanek. Aby nasze urządzenie działało, konieczne są jednak nieuszkodzone zakończenia nerwowe – mówi Joshua Varela.

Proteza BrainCo już wkrótce trafi do sprzedaży. Firma czeka na zgodę amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA).