دانشمندان موفق به ساخت دست مصنوعی با قابلیت لمس اشیا شدند

این بازوی رباتیک نزدیک‌ترین ساخته‌ی بشر به اندام واقعی انسان است. طبق ۲ تحقیق که در هفته‌ی جاری منتشر شد با استفاده از الکترودهای کاشتی در بدن ارتباط بین اعصاب حسی حرکتی با سیستم کنترلی ربات امکان‌پذیر شده‌است. یکی از این تحقیق‌ها به ترمیم حس لامسه و ارتباط آن به دست رباتیک پرداخته‌است و دیگری به کنترل موتورها و سیستم حرکتی ربات از طریق اعصاب انسان می‌پردازد.

آقای داستین تایلر و همکارانش در دانشگاه وستن ریورز دست رباتیکی را توسعه داده‌اند که به الکترودهای زیر پوستی متصل می‌شود. ۲ تا ۳ الکترود در نزدیک سیستم عصبی ۲ مرد میان سال که طی حادثه‌ای دست‌شان را از دست داده‌اند با عمل جراحی کاشته شده‌اند. پس از اتصال دست رباتیک آن‌ها به مدت ۲ سال و نیم قادر به انجام کارهای روزانه البته با کمی مشکل بودند. همچنین این تیم ادراک حسی را با ارسال پالس‌های الکترونیکی از طریق دست مصنوعی بهبود دادند; با تغییر شدت تحریک سلول‌های اعصاب و الگوهای مختلف سیگنال‌های عصبی، حسی شبیه به آنچه از دست واقعی انسان به مغز منتقل می‌شود شبیه سازی می‌شود. با تولید این سیگنال‌های حسی، بیمار به دست مصنوعی مانند یکی از اندام‌های خود نگاه می‌کند نه یک جسم خارجی اضافه شده به بدن. با اتصال این الکترودها قسمت‌هایی از مغز که مسئول ارتباط با اندام از دست رفته بودند دوباره شروع به فعالیت کردند و حس آشنای گذشته را به بیمار انتقال دادند.

این احساس آشنا از چندین نقطه‌ی دست رباتیک به مغز افراد انتقال می‌یابد. یکی از بیماران با چشم‌های بسته احساس می‌کرد که یک توپ کتانی به پشت دستش مالیده می‌شود و دیگری احساس می‌کرد آب بر روی دستش در جریان است. این احساسات به دلیل سیگنال‌های الکترونیکی است که از طریق کامپیوتر دست مصنوعی به اعصاب و از آنجا به مغز فرستاده می‌شود. همچنین بیماران قادر بودند با مهارت بیشتری به انجام کارهای روزانه‌ی خود بپردازند. در تصویر بالا بیماری را می‌بینید که یک گوجه‌فرنگی مینیاتوری را در دست گرفته است. همچنین آن‌ها قادر به انجام کارهای ظریف دیگر مانند گرفتن (و نه له کردن) انگور، در دست گرفتن ساقه‌ی گیلاس و فشردن خمیردندان بر روی مسواک بوده‌اند.

در تحقیقی دیگر تیمی به سرپرستی آقای مکس اورتیز از دانشگاه علم و تکنولوژی چالمرز بر روی بازآفرینی دست رباتیک با شباهت بسیار بالا به مکانیزم دست واقعی انسان کار می‌کنند. آن‌ها بر روی ساخت بازوی مصنوعی با آزادی حرکت یک بازوی طبیعی متمرکز شده‌اند. بازوی توسعه یافته توسط آن‌ها مستقیما به استخوان، عضلات و اعصاب مردی که بیشتر از ۱۰ سال دستش از بالای آرنج قطع شده بود متصل شد. این دست مصنوعی به میله‌ای تیتانیومی که درون استخوان آرنج قرار گرفته است متصل می‌شود.

با کاشت الکترودهای حسی در زیر پوست و ارتباط حسی دائم بین اندام مصنوعی و اعصاب حسی حرکتی، مغز می‌تواند به مرور زمان کنترل بهتری در بازخورد با اندام مصنوعی پیدا کند. بیمار از اندام مصنوعی در فعالیت‌های روزانه، از بازی کردن با فرزند خود تا رانندگی و حتی خوابیدن با اندام مصنوعی بدون ایجاد هیچ مشکلی استفاده خواهد کرد. این تکنولوژی می‌تواند زندگی بسیاری از معلولان و جانبازان را متحول کند. الکترودهای کاشتی بر خلاف الکترودهای سطحی هماهنگی بسیار بالاتری در ارتباط با اعصاب تولید خواهند کرد.

این تکنولوژی می‌تواند به یک ارتباط پایدار و کارآمد بین انسان و ماشین منتهی شود. با اتصال مستقیم دست مصنوعی به اسکلت انسان از لحاظ فیزیکی پایداری بالاتری در اتصال ایمپلنت‌های مصنوعی به بدن به وجود می‌آید، همچنین سیستم بیولوژیکی کنترل بدن انسان که مسئول کنترل عضلات و اعصاب حسی است از طریق الکترودهای عصبی واسط بین ماشین و انسان به مرور زمان کنترل خوبی بر روی اندام مصنوعی پیدا خواهد کرد. ویدیوی زیر را تماشا کنید تا بیشتر با عملکرد این تکنولوژی آشنا شوید.