يجلس أندرو روبين مع جهاز Surface اللوحي ، ويراقب ضغط اليد والهيكل العظمي على الأصابع. تم بتر الذراع اليمنى قبل عام ، لكنه كرر هذه الحركات باستخدام جهاز خاص مثبت على كتفه.
ترتبط الأقطاب الكهربائية على ذراعه بصندوق يسجل تسلسلات من الإشارات العصبية ، مما يسمح لروبين بتدريب الطرف الاصطناعي بحيث يتصرف مثل الذراع الحقيقية. يقول: "عندما أفكر في الضغط على أصابعي ، فإنه يتسبب في انقباض عضلات معينة في الساعد". "يتعرف البرنامج على التسلسلات التي تحدث عندما أقوم بثني أو مد يدي ، وهو ما لا أملكه".
يزور أستاذ جامعي يبلغ من العمر 49 عامًا من واشنطن ، أوكي ، الشركة الناشئة Infinite Biomedical Technologies عدة مرات في الشهر ، باستخدام خوارزميات التعلم العميق للتعرف على الإشارات في كتفه التي تتوافق مع حركات اليد المختلفة.
في كل عام ، يخضع أكثر من 150.000 شخص لبتر الذراع نتيجة للحوادث أو لأسباب طبية مختلفة. ثم يتلقى معظمهم طرفًا صناعيًا يمكنه التعرف على عدد محدود من الإشارات للتحكم باليد أو القدم.
ومع ذلك ، قررت شركة Infinite وشركة أخرى الاستفادة من معالجة الإشارات المتقدمة ، وبرامج التعرف على التسلسل ، وغيرها من تقنيات الهندسة المتقدمة لإنشاء وحدات تحكم صناعية جديدة يمكن أن تجعل الحياة أسهل بالنسبة لروبين وأشخاص آخرين. المفتاح هو زيادة كمية البيانات التي يمكن أن يقبلها الطرف الاصطناعي ومساعدته على تفسيرها. "إن هدف معظم المرضى هو استخدام أكثر من وظيفتين ، مثل الضغط على الأصابع والضغط عليها أو تدوير اليد. يقول راؤول كاليكي ، مدير Infinite ، إن التعرف على التسلسل يمنحنا هذه الفرصة. "نحن الآن قادرون بالفعل على اعتراض إشارات أكثر نشاطًا في الأطراف."
يقوم فريق من شركة Kaliki ، يتكون من 14 موظفًا ، بإنشاء هذه الإلكترونيات ، والتي تدخل بعد ذلك في أطقم الأسنان التي تصنعها شركات أخرى. يسجل المتحكم الإلكتروني في Sense البيانات من ما يصل إلى ثمانية أقطاب كهربائية على كتف روبين. بفضل ساعات طويلة من التدريب باستخدام تطبيق الجهاز اللوحي ، فإن هذا الجهاز قادر على التعرف على النوايا المشفرة في إشارات الأعصاب روبين عندما يحرك كتفه بطريقة معينة. ثم يمرر الإحساس تعليمات إلى الطرف الاصطناعي ، الذي يشكل قبضة معينة.
يوم الجمعة الماضي ، تلقى Infinite Caliki إشعارًا من ممثلي إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) بالموافقة على بيع Sense في الولايات المتحدة. يقول كاليكي إنه يتوقع البدء في تثبيت النظام في أطقم الأسنان بنهاية شهر نوفمبر. في عام 2017 ، وافق مسؤولو إدارة الأغذية والأدوية FDA على نظام مماثل من شركة Coapt ومقرها شيكاغو. اليوم ، يستخدمه أكثر من 400 شخص في المنزل ، وفقًا لمدير الشركة ، بلير لوك.
Coaptبدأ لوك العمل كمهندس قبل 13 عامًا في معهد رحاب في شيكاغو ، التابع لجامعة نورث وسترن. كان يعمل مع الجراحين لإصلاح تلف الأعصاب لدى المرضى بعد البتر. بمجرد أن أدرك أن إنشاء طرف اصطناعي محسّن سيكون أسهل إذا تمكن من معرفة كيفية تحسين استقبال الإشارات من الجسم ، كما يقول. يقول لوك: "الابتكار هو أننا نقدم طريقة أكثر طبيعية وبديهية للتحكم في استخدام الإشارات الإلكترونية الحيوية".
في الإصدارات السابقة من الأطراف الاصطناعية ، سجلت الأقطاب الكهربائية قوة الإشارات ، "ولكن كما لو كنت ، عند الاستماع إلى أوركسترا ، ستعرف فقط كيف تعزف الآلات بصوت عالٍ" ، يقول لوك. "كان من الصعب جدًا معرفة محتوى الإشارات ودقتها." يعمل نظام Coapt داخل الطرف الاصطناعي ، ويتكلف من 10000 دولار إلى 15000 دولار ، اعتمادًا على عدد التعديلات الشخصية المطلوبة. يقول لوك ، إن الأطراف الاصطناعية يمكن أن تكلف شخصًا ما بين 10000 و 150.000 دولار.
تلقت نيكول كيلي بدلة اصطناعية جديدة مع نظام تحكم من Coapt قبل عام. الآن المقيم في شيكاغو البالغ من العمر 28 عامًا قادر على طحنهم بالفلفل الطازج وحمل أوراق اللعب ، بالإضافة إلى البيرة المفتوحة.
يقول كيلي ، الذي وُلِد بدون ذراع أيسر: "بالنسبة للعديد من الإجراءات ، اتضح أنه لم يكن بإمكاني القيام بها على الإطلاق - فجأة بدأوا في القدوم إلي بسهولة أكبر". وقالت إن طرفها الاصطناعي "ليس جسدي ، وليس طبيعيًا بنسبة 100٪". - جسدي يتواصل مع هذه التكنولوجيا لديه منحنى التعلم. حتى بالنسبة لأشياء مثل حمل شاكر الملح و شاكر الفلفل ، فأنا ، في الواقع ، أقدم لأول مرة ".
يحتوي نظام Coapt أيضًا على زر إعادة تعيين ، مما يسمح لـ Kelly بإعادة تشغيل نظام التعرف على التسلسل إذا لم تعمل الخطافات حسب حاجتها. تقول كيلي ، المتنافسة السابقة في ملكة جمال أمريكا وهي الآن ناشطة من أجل حقوق الأشخاص ذوي الإعاقة: "إذا بدا لي في وقت ما أنها تفعل شيئًا غريبًا ، يمكنني النقر على إعادة التعيين". وتقول إنه الآن يستغرق الأمر حوالي دقيقتين لإعادة تمرين الذراع.
وهذا ليس الابتكار الوحيد. يوزع المهندسون الطبيون اللامتناهيون
علامات تعريف التردد اللاسلكي (
RFID ) حتى يتمكن الأشخاص الذين لا يملكون أطرافًا من لصقها على مقابض الأبواب وأدوات المطبخ والأشياء المنزلية الأخرى - وهي أجهزة مفيدة تتطلب قبضات محددة. الفكرة هي أن وحدة التحكم تتعرف على إشارة RFID في الطرف الاصطناعي وتغير الالتقاط تلقائيًا ، على سبيل المثال ، الإشارة المطلوبة لتحويل مقبض الباب ، إلى الإشارة المطلوبة لأخذ الصحيفة. وفقا لكاليكي ، يتم تطوير المشروع بدعم مالي من المعاهد الوطنية للصحة.
هذه التقنيات لا تزال جديدة وغير متاحة للجميع. أنت بحاجة إلى تدريب الكثير لتعلم كيفية استخدامها ، وبالطبع ، لن تدفع جميع شركات التأمين مقابل الأطراف الاصطناعية الأكثر تعقيدًا أو أنظمة الإدارة الجديدة. ومع ذلك ، يأمل مرضى مثل أندرو روبين أن تظهر العديد من هذه الاختراقات في وقت قريب بما فيه الكفاية. حتى الآن ، إذا كان بحاجة إلى أخذ كوب ثم فتح الباب ، فعليه استخدام تطبيق الهاتف الذكي في كل مرة يحتاج فيها إلى تغيير قبضته على الطرف الاصطناعي.
يقول: "إنها عملية بطيئة ، وأعتقد أننا سنخرج في النهاية بشيء يسمح لي بعدم الاعتماد على الهاتف لتغيير قبضته". يقول روبين إنه يحب التدريب أسبوعيًا في مكتب إنفينيت في بالتيمور ، وكذلك في مختبر الهندسة الحيوية بجامعة جونز هوبكنز ، الذي يطور قفازًا يمكن أن يشعر بالألم وكأنه يد حقيقية. لكن روبن - الذي عانى من عدوى مع تعفن الدم ونجا من بتر الساق منذ عدة سنوات - يرغب في الوصول إلى النقطة التي يمكنه فيها استخدام يده اليمنى لتحرير الغالق على DSLR ، أو موازنة لوحة أو حتى الكتابة بقلم. وهو ، كأول شخص يختبر نظامًا جديدًا للتعرف على التسلسل من Infinite في المنزل ، ليس بعيدًا جدًا عن هذه النقطة.