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| Foto: Mobius Bionics |
Ingresa una nueva actualización para el brazo LUKE, que lleva el nombre de Luke Skywalker, el héroe de Star Wars con una mano robótica. Las versiones de prototipo de esta prótesis robótica se pueden vincular a los nervios del usuario.
Y, gracias a los ingenieros biomédicos de la Universidad de Utah, para los participantes de su estudio experimental, el brazo ahora también puede producir la capacidad de sentir. Este espectacular avance le permitió a un usuario manipular uvas, pelar un plátano e incluso sentir la mano de su esposa en la suya.
Keven Walgamott perdió su mano izquierda y parte de su brazo en un accidente eléctrico hace 17 años. Cuando el equipo de investigación solicitó un amputado para probar el prototipo de prótesis robótica que habían estado desarrollando, se ofreció voluntariamente.
"Casi me hace llorar", dijo, refiriéndose a usar el brazo por primera vez. "Fue realmente increíble. Nunca pensé que podría sentir en esa mano otra vez".
El brazo ha estado en desarrollo durante 15 años, y aprovecha la forma en que nuestros cerebros controlan nuestras extremidades mediante el envío de señales a través del sistema nervioso.
Esta tecnología se llama estimulación nerviosa periférica, y los ingenieros han estado explorando su uso en prótesis de extremidades superiores durante años.
Los electrodos están unidos a los nervios en el brazo sobre el sitio de amputación, y también a la prótesis. El usuario entonces piensa en mover la mano y el brazo. Se necesita un poco de entrenamiento (la actividad neuronal de cada persona es diferente), pero gradualmente, el software que ejecuta el brazo aprende las señales neuronales del usuario para controlar la prótesis y se restaura la destreza básica.
El brazo LUKE, desarrollado por Mobius Bionics, tiene 100 microelectrodos que están conectados a los nervios en la parte superior del brazo y también a una computadora externa.
Pero el sentido del tacto se transmite de la extremidad al cerebro, por lo que para generar una capacidad robótica de "sentir", el equipo de investigación necesitaba nuevos trucos. La mano robótica tiene sensores que pueden imitar la sensación del tacto.
El desafío para transmitir esa información al cerebro de la manera correcta es el siguiente paso, más difícil.
"Solo proporcionar sensación es un gran problema", dijo el ingeniero biomédico Gregory Clark de la Universidad de Utah.
"Pero la forma en que envías esa información también es sumamente importante, y si la haces más realista desde el punto de vista biológico, el cerebro la entenderá mejor y el rendimiento de esta sensación también será mejor".
Una prótesis de 'sensación' desarrollada por DARPA y revelada en 2015 resolvió esto con electrodos conectados directamente a la corteza sensorial del cerebro, pero el equipo de Clark quería una solución menos invasiva.
Cuando tocas algo, una ráfaga de señales envía inmediatamente los nervios al cerebro, después de lo cual se reduce. El equipo registró esta actividad del brazo de un primate y realizó cálculos matemáticos para calcular una aproximación de cómo esto sucede en los humanos.
Aquí un video de los experimentos realizados:
Luego, se integró un modelo basado en estos cálculos en el software para el brazo LUKE y se refinó. Y funcionó.
Le dio a Walgamott la sensación de que podía arrancar uvas de sus tallos sin aplastarlos. Él podía manejar un huevo sin romperlo. Podía pelar una banana sin aplastarla. Él podría enviar un mensaje de texto en su teléfono.
"Una de las primeras cosas que quería hacer era ponerse el anillo de matrimonio. Es difícil de hacer con una mano", dijo Clark. "Fue muy conmovedor".
El documento se enfoca principalmente en el tacto, pero también tiene la capacidad de transmitir la temperatura y el dolor, algo que los investigadores desean desarrollar más en el futuro. El equipo también desea desarrollar una versión inalámbrica del brazo LUKE que no necesita estar conectada a una computadora externa, para que pueda usarse en la vida cotidiana.
Por ahora, sigue siendo un prototipo de investigación en un laboratorio. Pero el equipo espera que para 2021, tres participantes del estudio puedan incluso llevar su brazo LUKE a casa.
La investigación ha sido publicada en Science Robotics.