Pesquisadores da Universidade Johns Hopkins criaram uma mão protética melhor que usa um design híbrido para agarrar cuidadosamente vários objetos com a quantidade certa de pressão.
O apêndice robótico combina componentes rígidos e macios para imitar a estrutura pure da mão humana, bem como uma variedade de sensores e um sistema para fornecer suggestions aos nervos do usuário. Em experimentos, ele pegou e manipulou com sucesso 15 objetos diferentes, incluindo brinquedos de pelúcia delicados, caixas de papelão, abacaxi, garrafas de água de steel e até um copo plástico frágil cheio de água – sem derrotar ou danificá -los.
“Queremos dar às pessoas com perda de membro superior a capacidade de interagir com segurança e livremente com seu ambiente, sentir e manter seus entes queridos sem se preocupar em machucá-las”, explicou Sriramana Sankar, um estudante de doutorado em engenharia biomédica que liderou o projeto de pesquisa. Sankar apresentou essas descobertas em seu primeiro artigo de autor, que apareceu em Avanços científicos essa semana.
Biionic Hand Grasps como Human
O dispositivo protético se assemelha a uma mão humana, com cinco dedos articulados feitos usando polímeros de borracha macia e um esqueleto rígido em 3D. Três camadas de sensores táteis bioinspirados permitem entender e distinguir adequadamente uma ampla gama de objetos. Os dedos têm articulações cheias de ar, que podem ser controladas com os músculos do antebraço.
“As informações sensoriais de seus dedos são traduzidas para a linguagem dos nervos para fornecer suggestions sensorial naturalista através da estimulação do nervo elétrico”, disse Sankar. Isso é graças aos algoritmos de aprendizado de máquina que concentram os sinais dos sensores antes de serem direcionados de volta aos nervos no corpo do usuário – semelhante a outras próteses.
Esses sinais preenchem o cérebro e os nervos, permitindo que a mão reaja ao que está tocando. Esse sistema permite uma mão robótica mais intuitivamente utilizável, que é um pouco mais parecida com a coisa actual do que esforços semelhantes que já vimos antes.
Atualmente, a mão robótica pode ser controlada usando sinais EMG, que são tradicionalmente usados por pessoas com perda de membros superiores para controlar as mãos protéticas mioelétricas. A US $ 150 Dispositivo de controle de gestos chamado Myo Bravend pega e classifica os sinais EMG, e as posições da mão são enviadas a um microcontrolador Arduino para a atuação pneumática da mão robótica.
“Se você está segurando uma xícara de café, como você sabe que está prestes a soltar?” disse Nitish Thakor, que dirigiu a pesquisa. “Sua palmeira e as pontas dos dedos enviam sinais para o seu cérebro de que o copo está escorregando. Nosso sistema é inspirado neuralmente-ele modela os receptores de toque da mão para produzir mensagens do tipo nervoso, para que as próteses ” cérebro ” ou seu computador entendam se algo está quente ou frio, macio ou duro ou escorregando do punho.”
Isso vai um pouco além dos esforços anteriores que vimos no avanço das próteses. No ano passado, os cientistas da Itália apresentaram Uma maneira de detectar a temperatura dos objetos que uma mão protética entrou em contato com. E em 2021, um projeto conjunto entre o MIT e a Universidade de Xangai Jiao Tong demonstrou uma mão protética que infla com precisão os dedos individuais feito de um elastômero suave para agarrar objetos e fornecer suggestions tátil.
Esta nova mão pode desbloquear próteses mais precisas e de sensação pure para amputados-e também permitir uma maior destreza para robôs humanóides encarregados de manusear itens delicados em sua casae na linha de montagem para construir mais bots.
A equipe continuará desenvolvendo este dispositivo explorando a adição de forças mais fortes, mais sensores e materiais de maior qualidade.
Fonte: Universidade Johns Hopkins