Gigitiruan selama perjalanan
sejarah mereka telah menjadi semakin kompleks: lengan bionik melakukan berbagai genggaman, lutut ditekuk secara mandiri dan tidak tertekuk dengan usaha, membuat berjalan di tangga lebih mudah. Namun sejauh ini, salah satu masalah yang paling penting adalah kurangnya umpan balik. Orang yang diamputasi harus fokus terutama pada penglihatan, jadi menggunakan prostesis dalam kegelapan atau untuk mencari barang-barang di ransel bukanlah latihan yang paling efektif.
Sebuah tim ilmuwan dari Klinik Cleveland
mempresentasikan cara baru untuk mendapatkan umpan balik dari prostesis, berdasarkan getaran pada otot-otot tungkai prostetik. Dalam beberapa menit, para peneliti mengklaim, ketiga amputasi mulai menggunakan prostesis tangan secara lebih efisien.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Paul D. Marasco telah mengembangkan antarmuka mesin saraf yang mentransmisikan getaran ke otot untuk meningkatkan kontrol tungkai prostetik. Sistem ini mensimulasikan kinesthesia - rasa posisi tubuh dan pergerakan anggota badan, tenaga, kekuatan dan gravitasi. Para ilmuwan menganggap pendekatan ini sebagai strategi paling efektif untuk meningkatkan efisiensi penggunaan prostesis dan meningkatkan kehidupan pasien.
Rata-rata orang sehat mampu melakukan berbagai gerakan, mengendalikan tindakan mereka dalam gelap atau dengan mata tertutup. Berkat
proprioreseptor di otot, ligamen, sendi, kita tahu di mana lengan atau kaki kita berada pada saat tertentu, mereka dapat memprediksi pergerakan ke titik akhir dan mengubah parameter apa pun untuk mencapainya - misalnya, meningkatkan kekuatan. Dalam kasus prostesis, seseorang hanya berfokus pada penglihatan, yang mengurangi efektivitas perangkat.
“Karena kurangnya umpan balik, tidak mungkin mengoperasikan objek dalam gelap. Saya perlu melihat item untuk mengambilnya. Ketika dia tidak terlihat, tidak mungkin untuk memahami di mana dia berada. Pada prinsipnya, Anda bisa merasakan beratnya. Oleh karena itu, ada harapan untuk kulit buatan dan perkembangan lainnya di bidang umpan balik, ”
kata Konstantin Deblikov, pemilik prostesis bionik BeBeonic dan MyoFacil, dalam sebuah wawancara dengan Geektimes.
Penelitian yang dilakukan oleh Paul Marasco, dihadiri oleh orang-orang dengan lengan yang diamputasi, menggunakan prostesis invasif dari alat-alat tangan yang terhubung langsung ke saraf anggota badan memungkinkan Anda untuk mengontrolnya secara intuitif menggunakan sinyal dari otak. Selama percobaan, para ilmuwan memasang perangkat bergetar pada tunggul: getaran menciptakan ilusi kinesthesia. Perangkat ini memungkinkan tidak hanya untuk "merasakan" bagaimana genggaman dikompresi atau diperluas, tetapi juga membantu mengontrol prostesis secara intuitif tanpa harus terus-menerus melihatnya. Efisiensi meningkat ketika visi ditambahkan ke proses ini.
Menurut pemimpin tim, Paul Marasco, para ilmuwan telah menyadari kemampuan getaran otot untuk menciptakan ilusi kinesthesia sejak tahun 1970-an. Tetapi timnya kagum pada seberapa banyak teknik ini mempengaruhi pasien.
Di bawah ini adalah video yang menunjukkan proses berinteraksi dengan prostesis dan menerima umpan balik menggunakan getaran.
Selain meningkatkan kontrol anggota badan, umpan balik memainkan peran penting lainnya: dirancang untuk menghilangkan perasaan asing. “Setelah kehilangan anggota tubuh, Anda tidak hanya secara fisik kehilangan sebagian dari diri Anda, Anda juga kehilangan bagian dari komponen spiritual,” kata
Jacob George , penulis penelitian lain yang dilakukan pada 2017. Kemudian prosthesis yang dikendalikan pikiran membantu
mengembalikan 100 sensasi sentuhan yang realistis .
Sensor yang dipasang di prostesis mengirim informasi ke otak melalui dua perangkat yang ditanamkan. Otak mengubah mereka menjadi perasaan tekanan, getaran, dan gerakan. Ini memungkinkan Anda untuk menipu otak dan membuatnya berpikir bahwa anggota tubuh benar-benar milik tubuh ini.
Dalam foto di bawah ini - salah satu peserta dalam percobaan memegang dan merasakan tangan istrinya menggunakan prostesis bionik eksperimental.
Karya ilmiah
diterbitkan dalam jurnal Science Transplantational Medicine pada Maret 2018. DOI: 10.1126 / scitranslmed.aao6990