Protezy sterowane umysłem to wynalazek, o którym słyszymy już od dawna. Problem ludzi, pozbawionych kończyn zawsze istniał, więc teraz z pomocą przychodzą nam protezy sterowane umysłem.
Protezy sterowane umysłem to przyszłość, która powoli staje się teraźniejszością. Od zamierzchłych czasów człowiek boryka się z problemem, co zrobić kiedy ktoś straci kończynę w wyniku nieszczęśliwego wypadku bądź urodzi się bez niej. Okazuje się, że nowe technologie mogą odmienić nie tylko sytuację osób niepełnosprawnych, ale losy każdego z nas.
Gdzie w Polsce powstają takie protezy?
Obecnie w Polsce profesorowie z uczelni technicznych coraz częściej podejmują współpracę z miejscami rehabilitacji ludzi poszkodowanych lub uczelniami wychowania fizycznego. Za zgodą wszystkich stron, prowadzone są testy i badania dotyczące odczytywania sygnałów, jakie mózg wysyła do naszych mięśni. Ciekawym przykładem są wyniki, jakie uzyskano wskutek badań prowadzonych przez Politechnikę Wrocławską we współpracy z ludźmi, którzy urodzili się bez ręki. Za pomocą elektrod umieszczonych na ciele oraz specjalnego oprogramowania czytającego sygnały elektryczne wysyłane przez mózg i wizualizującego wirtualną rękę, udało się dowieść ważnych faktów. Taki człowiek musi uczyć się od nowa używania zupełnie nowej dla niego kończyny, ale może tego dokonać przy pomocy wspomnianych narzędzi. Dzieje się tak, ponieważ w mózgu zawsze istnieje miejsce odpowiedzialne za tę czynność, ale jeśli nie jest używane, to nie rozwija się tak, jak u innych. W momencie, kiedy owa kończyna nagle się pojawia, kaleka osoba ma możliwość nauczyć się korzystania z niej w taki sam sposób, jak robią to dzieci. Łącząc tę technologię z fizyczną, robotyczną ręką, mogącą poruszać dłonią i palcami, istnieje szansa poprawienia warunków życia osób niepełnosprawnych.
Na tej samej uczelni profesor Andrzej Wołczowski prowadził badania i różnorodne projekty studenckie związane z tematem. Założenie było takie, aby – posługując się pracą różnych studentów przy osobnych, mniejszych projektach – stworzyć jedno, działające urządzenie. Jeden ze studentów stworzył robotyczną dłoń z czujnikami kontaktu do wyczuwania dotykanych obiektów. Zaprojektował model w komputerze tak, aby umieścić w jego wnętrzu odpowiednią ilość silniczków elektrycznych poruszających palcami, a następnie wydrukował dłoń na drukarce 3D. Została wyposażona w czujniki poślizgu na opuszkach robotycznych palców. Same sensory również zostały stworzone na uczelni – ich budowa to połączenie gąbki o odpowiedniej fakturze i czujnika piezo wykrywającego poślizg, a także czujnika nacisku. Można by nazwać to “sztuczną skórą”.
Inny student zajął się tak zwanym sprzężeniem zwrotnym z robotycznej protezy ręki do człowieka. Zbudował urządzenie mające na celu zapobiegać zarówno urazom użytkownika robotycznej ręki, jak i uszkodzeniu jej samej. Owa dłoń powinna mieć wspomniane już wcześniej czujniki nacisku i, przykładowo, termometr – projekt wykonany przez studenta zakładał umieszczenie na ramieniu urządzenie, które rozgrzeje się bądź ochłodzi w zależności od temperatury chwytanego przedmiotu i zaciśnie w zależności od tego, jaki nacisk jest na nią wywierany. Jeżeli temperatura przekracza pewną bezpieczną wartość, to użytkownik zostanie poinformowany o tym delikatnym ładunkiem elektrycznym na swojej skórze. W tym samym czasie inni studenci prowadzili badania nad odczytywaniem ruchów przy pomocy elektrod umieszczonych na ręce zdrowego w miejscu, gdzie u chorej osoby kończyłby się kikut. Do tego celu był wykorzystywany program uczący się na podstawie dużej ilości próbek. Dla przykładu – badany podnosił 200 razy ten sam przedmiot i opuszczał go w ten sam sposób, za każdym razem robiąc przy tym pomiar. Program wydzielał najbardziej charakterystyczne sygnały, aby w przyszłości obiekt badań bez problemu mógł wysłać takie polecenie do robotycznej dłoni.
Odczytywanie sygnałów, jakie mózg wysyła do naszych mięśni, i uczenie się korzystania z nowych kończyn, może prowadzić do szerszego zastosowania również u ludzi zdrowych. Być może w przyszłości w ten sposób człowiek będzie mógł kontrolować już nie tylko protezy sterowane umysłem, ale na przykład egzoszkielet bądź trzecią rękę. Wszystko przed nami.