Investigadores de la Ecole Polytechnique Fédérale de
Lausanne en Suiza han desarrollado una mano robótica inteligente para ayudar a
los amputados en las tareas diarias. El equipo de investigación utilizó el
hardware robótico existente, pero desarrolló un enfoque de aprendizaje
automático para proporcionar un mejor control a los amputados, mediante el cual
los brazos robóticos pueden anticipar mejor las intenciones del usuario,
incluso a los movimientos individuales de los dedos. En un proceso llamado
"control compartido", el brazo inteligente puede controlar automáticamente
ciertos movimientos, como el agarre y la manipulación, combinando así el
control robótico y del usuario para una mejor experiencia del usuario.
Investigadores de todo el mundo están desarrollando diversas
tecnologías de asistencia para amputados, pero este último desarrollo
hace que un robot y un amputado trabajen juntos, lo cual nunca antes se había
probado. Usando este sistema, el amputado le permite al robot conocer los
movimientos de sus dedos utilizando sensores en su extremidad residual que
miden la actividad muscular. Esto se traduce en el control individual de los
dedos en una mano protésica.
Sin embargo, el robot también es lo suficientemente
inteligente como para descifrar las intenciones del usuario y tiene un nivel de
automatización, por lo que puede, por ejemplo, agarrar un objeto y mantener
contacto con él durante el tiempo que desee. Tal automatización puede ayudar al
sistema a ser más hábil e intuitivo, y menos torpe que las prótesis robóticas
anteriores.
"Cuando sostienes un objeto en la mano y comienza a
resbalar, solo tienes un par de milisegundos para reaccionar", dijo Aude
Billard, uno de los investigadores involucrados en el estudio. “La mano
robótica tiene la capacidad de reaccionar en 400 milisegundos. Equipado con
sensores de presión a lo largo de los dedos, puede reaccionar y estabilizar el
objeto antes de que el cerebro pueda percibir que el objeto se está deslizando".
Para permitir que el sistema funcione en conjunto con ellos,
los amputados primero lo entrenan para reconocer sus intenciones utilizando
sensores montados en sus extremidades residuales que miden la actividad
muscular a medida que realizan una serie de maniobras, incluidos los
movimientos individuales de los dedos. "Debido a que las señales
musculares pueden ser ruidosas, necesitamos un algoritmo de aprendizaje
automático que extraiga la actividad significativa de esos músculos y los
interprete en movimientos", dijo Katie Zhuang, otra investigadora
involucrada en el estudio.
La automatización se activa cuando el usuario intenta tareas
específicas, como agarrar un objeto. Los sensores en la prótesis le dicen al
dispositivo cuando el usuario está intentando agarrar algo, y la mano se
cerrará automáticamente alrededor de él, sujetándolo firmemente.
"Nuestro enfoque compartido para controlar las manos
robóticas podría usarse en varias aplicaciones neuroprotésicas, como las
prótesis de mano biónicas y las interfaces cerebro-máquina, aumentando el
impacto clínico y la usabilidad de estos dispositivos", dijo Silvestro
Micera, un tercer investigador involucrado en el estudio.
