Προσθετικό χέρι ελεγχόμενο από το μυαλό: Μια οικονομική και προσβάσιμη λύση
Ιστορικό
Πριν από δέκα χρόνια, ο Μπένじゃμιν Τσόι γοητεύτηκε από ένα ντοκιμαντέρ για ένα προσθετικό χέρι που ελεγχόταν από το μυαλό. Εντυπωσιάστηκε από την τεχνολογία, αλλά ανησυχούσε για το υψηλό κόστος και την επεμβατική της φύση.
Έμπνευση και καινοτομία
Όταν ξέσπασε η πανδημία το 2020, ο Τσόι, μαθητής δευτέρας λυκείου, βρέθηκε με άφθονο ελεύθερο χρόνο. Εμπνευσμένος από το ντοκιμαντέρ που είχε δει χρόνια νωρίτερα, αποφάσισε να κατασκευάσει ένα λιγότερο επεμβατικό και πιο οικονομικό προσθετικό χέρι.
Χρησιμοποιώντας τον εκτυπωτή 3D της αδερφής του και λίγο νήμα ψαρέματος, ο Τσόι σχεδίασε και κατασκεύασε ανεξάρτητα την πρώτη έκδοση του ρομποτικού του χεριού. Χρησιμοποιούσε δεδομένα εγκεφαλικών κυμάτων και χειρονομίες κεφαλιού για να ελέγχει τις κινήσεις του.
Πρόοδοι και βελτιώσεις
Μετά από περισσότερες από εβδομήντα πέντε επαναλήψεις σχεδίασης, το προσθετικό χέρι του Τσόι κατασκευάζεται πλέον από υλικά μηχανικής ποιότητας και ελέγχεται από τεχνητή νοημοσύνη (AI). Λειτουργεί χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο που ερμηνεύει τα εγκεφαλικά κύματα ενός χρήστη, επιτρέποντάς του να ελέγχει το χέρι με τις σκέψεις του.
Το χέρι, το οποίο κοστίζει περίπου 300 δολάρια για να κατασκευαστεί, είναι ένα κλάσμα του κόστους άλλων προηγμένων προσθετικών μελών. Χρησιμοποιεί ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG) για να αποφύγει την ανάγκη επεμβατικής εγκεφαλικής χειρουργικής.
Τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση
Το μοντέλο Τεχνητής Νοημοσύνης του Τσόι, ενσωματωμένο στο προσθετικό χέρι, αποκρυπτογραφεί τα δεδομένα των εγκεφαλικών κυμάτων και τα μετατρέπει σε προβλέψεις για τις προτιθέμενες κινήσεις του χρήστη. Το χέρι ανταποκρίνεται επίσης σε χειρονομίες κεφαλιού και σκόπιμα βλεφαρίσματα.
Για να δημιουργήσει το μοντέλο Τεχνητής Νοημοσύνης του, ο Τσόι συνεργάστηκε με ενήλικες εθελοντές, συλλέγοντας τα δεδομένα των εγκεφαλικών τους κυμάτων και εκπαιδεύοντας το μοντέλο να διακρίνει μεταξύ διαφορετικών εγκεφαλικών σημάτων. Το μοντέλο μαθαίνει συνεχώς από τα εγκεφαλικά κύματα ενός χρήστη, βελτιώνοντας την ακρίβειά του με την πάροδο του χρόνου.
Επιπτώσεις και δυνατότητες
Η εφεύρεση του Τσόι του έχει χαρίσει αναγνώριση και βραβεία, συμπεριλαμβανομένης μιας θέσης στους 40 κορυφαίους φιναλίστ του Regeneron Science Talent Search. Έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τομέα των προσθετικών μελών και των βοηθητικών συσκευών.
Εφαρμογές πέρα από τα προσθετικά μέλη
Ο Τσόι πιστεύει ότι ο αλγόριθμος ερμηνείας εγκεφαλικών κυμάτων θα μπορούσε να έχει εφαρμογές πέρα από τα προσθετικά μέλη. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο αναπηρικών αμαξιδίων, βοηθητικών συσκευών και συσκευών επικοινωνίας για ασθενείς με ALS.
Σχέδια για το μέλλον
Ο Τσόι σχεδιάζει να σπουδάσει μηχανική στο πανεπιστήμιο και να συνεχίσει να βελτιώνει το προσθετικό του χέρι. Σκοπεύει να διεξάγει κλινικές μελέτες με ασθενείς με απώλεια άνω άκρων και να εξερευνήσει τις δυνατότητες του αλγορίθμου σε άλλες εφαρμογές.
Συμπέρασμα
Το προσθετικό χέρι που ελέγχεται από το μυαλό του Μπέντζαμιν Τσόι είναι μια απόδειξη της δύναμης της καινοτομίας, της μηχανικής και του ανθρώπινου πνεύματος. Το χαμηλό του κόστος, η μη επεμβατική του φύση και οι δυνατές εφαρμογές του το καθιστούν μια πολλά υποσχόμενη λύση για ακρωτηριασμένους και άτομα με αναπηρίες.