Gün geçtikte iyileşen robot protez kol teknolojisinin önündeki en önemli engellerden biri, dokunma hissiydi. Bu sayede tutma hissi geliştirilerek, cisimleri tutmada daha iyi motor kontroller geliştirilmesi sağlanabilirdi. İşte Utah Üniversitesi’nden biyomedikal müjhendisleri medikal alanda devrimsel bir gelişmeye imza atarak, kişinin sinirlerine elektrotlarla bağlanarak hissedebilen robot kolu geliştirdi.
Star Wars filmlerinden tanıdığınız Luke Skywalker’ın robotik koluna atfen robotik kola LUKE Arm(Luke Kolu) adı verildi. Bir kullanıcı üzümleri tutabildi,muz soyabildi ve hatta karısının elini hissedebildi.
Keven Walgamott 17 yıl önce bir elektrik kazasında sol elini ve kolunun bir kısmını kaybetti. Araştırma ekib kolu denemesi için rica edildiğinde memnuniyetle kabul etti.
“Gözlerimi yaşarttı. Bu gerçekten muhteşemdi. Bir daha asla elimi tekrar hissedebileceğimi düşünmüyordum,” dedi kolu ilk kullanan kişi Keven.
Bu robotik kol 15 yıldan geliştiriliyor ve sinir sisteminden sinyallerin beyinle kontrol etmenin yollarını araştırıyorlardı. Bu teknolojiye periferal sinir stimülasyonu adı veriliyor ve mühendisler üst uzuv protezlerinin kullanımları yıllardır araştırılıyor.
Kolun üst kısmındaki ampüte bölgeye elektrotlar ve prostetik bölgeye de elektrotlar bağlanıyor. Sonra kullanıcı kolunu hareket ettirmeyi düşünüyor. Herkesin nöral aktivitesi farklı olduğundan biraz eğitim gerekebiliyor. Sonra yazılım kullanıcının nöral sinyallerini öğreniyor ve kolu hareket ettiriyor. Temel el becerisi yeniden sağlanıyor.
Mobius biyonik tarafından geliştirilen LUKE arm, 100 mikro elektrotun üst kola bağlanıp harici bir bilgisayarla kullanılmasıyla çalışıyor.
Dokunma Hissi Yaratmak Çok Zor
Fakat dokunma hissi beyinle uzuvların bağlanmasına dayanıyor ki, ancak bu şekilde robotik hissedebilme kabiliyeti sağlanıyor. Robotik el dokunma hissi yaratmak için sensörlere sahip. İşte bu bilgiyi , doğru bir şekilde beyne aktarmak en zor adımı oluşturuyor.
“Gönderdiğiniz bilginin yöntemi kritik öne taşıyor, ne kadar biyolojik olarak gerçekçi yaparsanız, beyin bu hissi daha iyi anlayacaktır ve his performansı çok daha iyi olacaktır,” diyor Utah Üniversitesi’nden Gregory Clark.
Daha önce DARPA’da 2015 ‘de bir prostetik kol üretse de, bu kol beyinde sensori kortekse elektrotlarla bağlı olduğundan Clark’ın ekibi daha az invazif bir çözüm getirdi.
Bir şeye dokunduğunuz zaman , sinyallerin hemen beyindeki nöronlara iletilmesi gerekiyor. Ekip önce bir primatta kol aktivitesini kaydederek matematik hesaplamalar yaptı. Böylece insan beyninde olana yaklaştırma yapılabildi. Sonrasında bu hesaplamalar LUKE Arm yazılımına aktarılarak rafine edildi ve işe yaradı.
İşte bu kol sayesinde Walgamott üzümleri ezmeden tutabildi. Ayrıca yumurtayı kırmadan tutabiliyor ve hatta muz bile soyabiliyor. Ayrıca telefonuyla mesaj bile atabiliyor.
Araştırmada dokunma hissine odaklansa da sıcaklık ve acı hissi de üretebiliyor. Araştırmacılar bunu ilerde geliştirmeyi düşünüyorlar. Bununla birlikte harici bilgisayarı olmayan bir kol kablosuz daha özgür bir kol daha geliştirilecek.
Şimdilik prototip kol laboratuarda duruyor. Yine ekip 2021’e kadar, üç kişinin kolu artık evde deneyebileceğini umuyor. Araştırma Science Robotics dergisinde yayınlandı.
Kaynak: https://unews.utah.edu/star-wars-inspired-arm/
Araştırma Referansı:
- J. A. George, D. T. Kluger, T. S. Davis, S. M. Wendelken, E. V. Okorokova, Q. He, C. C. Duncan, D. T. Hutchinson, Z. C. Thumser, D. T. Beckler, P. D. Marasco, S. J. Bensmaia, G. A. Clark. Biomimetic sensory feedback through peripheral nerve stimulation improves dexterous use of a bionic hand. Science Robotics, 2019; 4 (32): eaax2352 DOI: 10.1126/scirobotics.aax2352
