Протеза с камера сама разпознава предмети

Агенция Монитор - събота, 06-05-2017 - 13:28

Инженерите по биомедицина от Нюкасълския университет изобретиха нов начин за координация на ръцете с очи, като поставиха камера на бионична ръка. Проектирана, като част от ново поколение по-интелигентни протези, ръката в момента преминава през клинични изпитания и използва стандартна камера в съчетание с машинно обучение, позволявайки на пациента да хваща предмети автоматично, без съзнателно да работи с устройството.

Съвременните протези не са металните куки от миналото, но те все още има какво да се подобри. Настоящите протези са постижение на механиката, които използват миоелектрически датчици, за да улавят електрически импулси от ръката на пациента, което позволява по-естествен контрол на движението, но това не е никак лесно. Въпреки роботиката, новите сервомотори и системите за обратна връзка, използването на изкуствена ръка, все още изисква концентрация, търпение и практика.

Това е така, защото човек не контролира толкова много ръцете си, а им нарежда какво да правят, докато долните части на централната нервна система извършват останалото. Но човекът с протеза трябва непрекъснато да й казва какво да прави, защото дори най-сложната изкуствена ръка е не точно крайник, а по-скоро инструмент, който изисква последователни насоки.

Инженерите от Нюкасълския университет се опитват да разработят бионична ръка, която използва евтина цифрова камера, за да анализира предмети, докато пациентът се пресяга за тях, определяйки тяхната форма и размер и променяйки точно силата и самия захват. Идеята е, вместо пациента да контролира движението на ръката, самата протеза да извършва това.
”Протезите са се променили много малко през последните 100 години - дизайнът е много по-добър, материалите са по-леки и по-трайни, но все още работят по същия начин”, казва д-р Киануш Назарпур, старши преподавател по инженерна биомедицина в Нюкасълския университет. „Използвайки компютър, ние разработихме бионична ръка, която може да реагира автоматично - всъщност, точно като истинска ръка, потребителят може да се пресегне и да вземе чаша или бисквита само с един бърз поглед в правилната посока.”

 


”Реакцията е една от основните пречки пред изкуствените крайници. Много пациенти сравняват здравата си ръка или крак с протезата, която им изглежда бавна и тромава. За първи път от век ние разработихме интуитивна ръка, която може да реагира без да мисли.”
Основа на новата ръка е машинното обучение. За да се обучи ръката, била създадена така наречената конволюционна невронна мрежа (Convolutional Neural Network/CNN). Тази мрежа от изкуствен интелект била обучена с помощта на 72 изображения, заснети на интервал от пет градуса, на над 500 предмета, които са разделени на четири вида „клас на захващане” – щипка (с два пръста), захват с три пръста, без завъртане на китката и с завъртане на китката с дланта надолу. След фина настройка, ръката била изпробвана в реални условия с познатите и с нови предмети.

На практика това означава, че поставяйки евтина камера на ръката, инженерите могат да я програмират да разпознае обект и да избере подходящия захват, като без завъртане на дланта, за да хване чаша или с завъртане на дланта надолу, за да вземе дистанционното за телевизора. Също толкова важно е, че ръката прави това за милисекунди, което според инженерите е 10 пъти по-бързо от настоящите протези.

Изследователите твърдят, че новата ръка е по-гъвкава от подобни системи и е по-способна да се справя със странни предмети, без да разчита на огромна база от изображения.
Работейки с NHS Foundation Trust, екипът предоставя ръка на пациенти в Нюкасълската болница „Фрийман”. Въпреки това, бионичната ръка с камера се възприема като преходно решение, докато бъде създадена по-напреднала протеза, която включва сложни сензори и се контролира директно от мозъка на пациента.


”Това е стъпка към крайната цел”, казва Назарпур. „Но важното е, че е евтина и може да бъде осъществена скоро, защото не изисква нови протези, а можем само да адаптираме тези, които имаме”.

Тагове:  KNewcastle-University

Във връзка с решение на Европейския съд в Люксембург, ви уведомяваме, че авторът на коментара под тази статия носи съдебна отговорност за послания, които са нецензурни, насаждат омраза, призовават към насилие или са клеветнически. При съгласието Ви, ние ще създадем бисквитка на компютърът ви,
която ще бъде запазена следващите 7 дни.