Nöroteknoloji

MiniTouch: Protez Uzuvlarda Termal Algıda Öncülük

Özet: Araştırmacılar, protez uzuvları ampute kişilere termal duyuları iletme yeteneği ile donatan ve duyusal geri bildirim teknolojisindeki önemli bir boşluğu dolduran devrim niteliğinde bir cihaz olan “MiniTouch”ı tanıttı.

Bu buluş, transradial bir amputenin değişen sıcaklıklardaki nesneler arasında ayrım yapmasına ve daha insan benzeri bir dokunuş deneyimlemesine olanak tanıyarak, protezle hem işlevsel kullanımı hem de duygusal bağlantıyı geliştiriyor.

MiniTouch, kullanıma hazır elektronik cihazları cerrahi müdahaleye gerek kalmadan entegre ederek, uzuv kaybı olan bireylerin duyusal deneyim yelpazesini tamamen geri kazanmaya yönelik önemli bir ilerlemeye işaret ediyor ve potansiyel olarak yaşam kalitelerini ve çevreyle etkileşimlerini artırıyor.

Ana unsurlar:

  1. MiniTouch cihazı, ampute kişilerin sıcaklıkları doğru bir şekilde algılamasına ve ayırt etmesine olanak tanıyarak çevreleriyle daha doğal etkileşimler kurmalarını kolaylaştırır.
  2. Bu yenilik, mevcut ticari protez uzuvlara entegrasyon için herhangi bir ameliyat gerektirmediğinden, onu kolayca erişilebilen bir donanım haline getiriyor.
  3. Fonksiyonel faydaların ötesinde cihaz, protezin daha iyi şekillenmesine ve duygusal dokunuşa katkıda bulunarak, ampute kişilerle yapay uzuvları arasında daha derin bir duygusal bağ kurulmasını sağlıyor.

Kaynak: Hücre Presi

Ampute bireylerin çevrelerini keşfedebilmeleri ve çevreleriyle etkileşime girebilmeleri için duyusal geri bildirim önemlidir. Artık araştırmacılar, protezin parmak ucundan amputenin kalan uzvuna termal bilgi ileterek ampute kişilerin sıcaklığı algılamasına ve tepki vermesine olanak tanıyan bir cihaz geliştirdiler.

9 Şubat’ta dergide sunulan “MiniTouch” cihazı İlekullanıma hazır elektronikler kullanıyor, ticari olarak satılan protez uzuvlara entegre edilebiliyor ve ameliyat gerektirmiyor.

57 yaşındaki transradial ampute, termal olarak hassas protez eli kullanarak, farklı sıcaklıklardaki nesneleri ayırt edebildi ve manuel olarak sıralayabildi ve diğer insanlarla bedensel teması hissedebildi.

Bu, elin hareket halinde olduğunu gösterir.
Entegre termal geri bildirime sahip duyusal motorlu el protezi. Kredi bilgileri: EPFL/Caillet

École Polytechnique Fédérale de Lausanne ve Scuola Superiore Sant’Anna’dan kıdemli yazar Silvestro Micera, “Bu, ticari protezlere kolayca entegre edilebilecek çok basit bir fikir” diyor.

“Sıcaklık, robotik ellere yeniden his kazandırmanın önündeki son sınırlardan biri. İlk defa, ampütelerin tüm duyularını geri kazanmaya gerçekten çok yaklaştık.”

Ekip daha önce termosensitif teknolojisinin 17/27 amputede pasif termosensasyonu geri getirebildiğini göstermişti. Yeni çalışmada MiniTouch’ın ticari protez uzuvlara kolayca entegre edilebildiğini ve duyusal ve motor nöronlar arasında geri bildirim gerektiren görevler sırasında aktif termosensasyona olanak sağladığını gösteriyorlar.

Sıcak ve soğuğu hissedebilmenin işlevsel öneminin ötesinde termal bilgi, ampute kişilerin bedenlenme duygusunu ve duygusal dokunuşu deneyimleme yeteneklerini de geliştirebilir.

École Polytechnique Fédérale de Lausanne’den kıdemli yazar Solaiman Shokur, “Sıcaklık bilgisinin eklenmesi dokunuşu daha insani hale getiriyor” diyor. “Sıcaklığı hissetme yeteneğine sahip olmanın, ampütelerin bedenlenmesini, yani ‘bu el benim’ hissini geliştireceğini düşünüyoruz.”

Bunu yapmak için MiniTouch’ı, 37 yıl önce transradial amputasyon geçirmiş olan 57 yaşındaki bir erkeğin kişisel protezine, cihazı katılımcının kalan uzvundaki hayalet işaret parmağında termal hisler uyandıran bir noktaya bağlayarak entegre ettiler. . Daha sonra, farklı sıcaklıklardaki nesneler ile farklı malzemelerden yapılmış nesneler arasında ayrım yapma yeteneğini test ettiler.

Katılımcı, MiniTouch’ı kullanarak soğuk (12°C), soğuk (24°C) veya sıcak (40°C) su içeren, görsel olarak ayırt edilemeyen üç şişeyi %100 doğrulukla ayırt edebildi; oysa cihaz olmadan, doğruluk yalnızca %33 idi. MiniTouch cihazı aynı zamanda farklı sıcaklıklardaki metal küpleri hızlı ve doğru bir şekilde ayırma yeteneğini de geliştirdi.

Shokur, “Robot elleriyle belirli bir beceri seviyesine ulaştığınızda, robotik eli tam potansiyeliyle kullanabilmek için gerçekten duyusal geri bildirime ihtiyacınız var” diyor.

Son olarak MiniTouch cihazı, katılımcının gözleri bağlıyken insan ve protez kollarını ayırt etme yeteneğini geliştirdi; cihaz olmadan %60’lık doğruluktan, cihazla %80’e kadar.

Ancak protezi aracılığıyla insan dokunuşunu hissetme yeteneği, yaralanmamış koluyla karşılaştırıldığında hala sınırlıydı ve araştırmacılar bunun, cildin yumuşaklığı ve dokusu gibi diğer termal olmayan duyusal girdilerdeki sınırlamalardan kaynaklandığını düşünüyor.

Bu diğer duyusal girdileri mümkün kılmak için başka teknolojiler de mevcuttur ve bir sonraki adım bu teknolojileri tek bir protez uzvda entegre etmeye başlamaktır.

Shokur, “Şimdiki hedefimiz dokunma, iç algı ve sıcaklık duyularını birleştiren çok modlu bir sistem geliştirmek” diyor.

“Bu tür bir sistemle insanlar size ‘bu yumuşak ve sıcak’ veya ‘bu sert ve soğuk’ diyebilecek.”

Araştırmacılar, teknolojilerinin teknik açıdan kullanıma hazır olduğunu ancak kliniğe ulaşmadan önce daha fazla güvenlik testine ihtiyaç duyulduğunu ve cihazı daha kolay takılabilecek şekilde daha da geliştirmeyi planladıklarını söylüyor.

Gelecekteki modeller aynı zamanda bir ampute kişinin hayalet uzvundaki birden fazla noktadan gelen termal bilgileri entegre etmek için Minitouch’ı da geliştirebilir; örneğin, insanların parmakları ve başparmaklarındaki termal ve dokunsal duyuları ayırt etmelerine izin vermek, onların sıcak bir içeceği kavramalarına yardımcı olurken, bir yandan da ellerindeki duyuyu mümkün kılabilir. Elin arkası, ampute kişilerin başka bir kişinin eline dokunduğunu hissetmesine olanak tanıyarak insani bağlantı hissini geliştirebilir.

Finansman:

Bu araştırma Bertarelli Vakfı, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı, Avrupa Birliği’nin Horizon 2020 araştırma ve yenilik programı, Horizon Avrupa Araştırma ve Yenilik Programı ve Üniversite ve Araştırma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.

Bu nöroprostetik araştırma haberi hakkında

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/thermal-touch-prosthetics-25592/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu