LifeHand 2: Robotická ruka jako živá

Před několika dny jsme přinesli informaci o robotické ruce využívající implantované myoelektrické senzory IMES. Jde o obrovský pokrok a výraznou pomoc pacientům, kteří přišli o horní končetinu.

Podmínkou však je, aby jim na zraněné paži zůstalo dostatečné množství svalů. Pokud pacient utrpí více devastující zranění, nelze senzory IMES použít. Kromě toho zde existuje obrovské omezení – pacient necítí uchopený předmět.

Vědci se tak pokoušejí sestrojit robotickou končetinu s obousměrným nervovým propojením. Pacient může podobnou ruku ovládat "silou myšlenky", tj. nervovými signály z mozku. Díky senzorům v robotické ruce navíc pozná, jak moc "konzistentní" předmět drží v ruce.

V současné době se k tomuto ideálu nejvíce blíží kybernetická ruka LifeHand 2, která se rodí na vědeckých pracovištích v Itálii a ve Švýcarsku. Prvním člověkem, jenž vyzkoušel tuto umělou ruku, se stal 36letý Denis Aabo Sørensen z Dánska, který přišel o ruku před devíti lety při přípravě ohňostroje.

Foto:  Denis Aabo Sørensen s umělou rukou LifeHand 2 / LifeHand 2/Patrizia Tocci  

Loni vyzkoušel typ LifeHand 2. Chirurgové připojili elektroniku robotické ruky na nervová zakončení v paži. Rozhraní mezi elektronikou a nervy tvořilo čtveřice elektrod.

Propojení bylo úspěšné. Denis nejenže dokázal ruku ovládat jako živou, ale také identifikoval jednotlivé předměty v ruce, poznal, zda jsou měkké, tvrdé, hranaté nebo kulaté. Při testech měl Denis pásku přes oči a špunty v uších, aby nebyl nikterak ovlivněn.

"Senzorická zpětná vazba byla neuvěřitelná," uvádí Sørensen v tiskové zprávě. "Cítil jsem věci, které jsem nemohl cítit více než devět let."

Skvělé bylo, že jen po hmatu mohl regulovat sílu stisku, oradil si i s plastovým kelímkem nebo těžšími předměty.

Dlužno však podotknout, že Denis ovládal "pouze" malíček, ukazováček a palec. Elektrody připojené na loketním nervu odesílaly informace z protetického malíčku. Senzory umístěné ve středním nervu pak informace z umělého palce a ukazováčku.

Video: LifeHand 2 / YouTube

Když robotická dlaň svírala objekt, senzory vyslaly do nervu dva druhy signálu. Při měkké kontaktní ploše Denis cítil velmi mírné brnění. Při větším stisku ucítil impulsy pod hranicí bolesti.

Most fungoval i obráceně. Rozhraní dokázalo přečíst nervové signály z mozku a převést je do požadovaného pohybu robotické ruky.

Asi po měsíčním testování, během nějž Denis absolvoval kolem 700 různých testů, museli výzkumníci ruku LifeHand 2 znovu odpojit kvůli dodržení evropského zákona o experimentálních lékařských přístrojových pomůckách. 

Ač výzkum vypadá nadějně, cesta k finančně dostupné umělé náhradě lidské ruky je stále ještě dlouhá. Problematický je rozpad rozhraní mezi nervy a elektronikou, k němuž časem dojde. Tímto se zabývá například DARPA, která v rámci komplexního programu RE-NET (Reliable Neural-Interface Technology) pracuje na vytvoření "dokonalého" obousměrného mostu mezi mozkem, nervy a robotickou rukou.  

Zdroj: LA Times