Przełomu dokonali inżynierowie z University of Utah, którzy postanowili wdrożyć sztuczną inteligencję i zaawansowane czujniki w komercyjnej protezie. Wyposażając bioniczną dłoń w sensory nacisku i bliskości oraz szkoląc sieć neuronową AI na naturalnych ruchach chwytnych, zespół stworzył protezę, która jest w stanie chwytać bardziej intuicyjnie i pewniej, naśladując precyzję ludzkiego opuszka palca. Jest to krok milowy w kierunku przyszłości, w której protezy będą nie tylko wyglądać, ale i działać jak naturalne kończyny.
Bioniczna dłoń z AI chwyta jak prawdziwa. Przełom naukowców z Utah
Zespół, współpracując z fińską firmą TASKA Prosthetics, przeprojektował komercyjną protezę ręki. Kluczową modyfikacją było wyposażenie każdego palca w specjalne końcówki z czujnikami nacisku i optycznymi sensorami zbliżeniowymi. Te drugie są tak czułe, że potrafią zareagować na zbliżający się do dłoni lekki wacik kosmetyczny.
Zebrane przez sensory dane trafiają do algorytmu sztucznej inteligencji, wytrenowanego na obserwacji naturalnych ruchów chwytnych człowieka. W czasie rzeczywistym analizuje on sytuację i automatycznie dostosowuje pozycję oraz siłę uścisku każdego palca. Niezależnie od tego, czy użytkownik sięga po pusty plastikowy kubek, czy cięższą butelkę, proteza sama znajduje optymalną konfigurację dla stabilnego chwytu. To tak, jakby miała wbudowany odruch.
Czytaj też: Wielki przełom czy pusta deklaracja? Tokijska firma ogłasza stworzenie pierwszego na świecie systemu AGI
Filozofia stojąca za tym rozwiązaniem nazywana jest bioinspirowanym systemem dzielonej kontroli. W dużym uproszczeniu chodzi o to, aby użytkownik nie musiał myśleć o technicznych detalach ruchu. Jego rolą jest zamiar – „chcę podnieść ten kubek”. Resztą, czyli precyzyjnym ustawieniem palców i doborem siły, zajmuje się już oprogramowanie protezy. To równowaga między ludzką intencją a maszynową precyzją.
Dodając trochę sztucznej inteligencji, byliśmy w stanie odciążyć ten aspekt chwytania, przenosząc go na samą protezę. Ostatecznym rezultatem jest bardziej intuicyjna i zręczniejsza kontrola, która sprawia, że proste zadania znów stają się proste — mówi Jacob A. George, Uniwersytet Utah
Czterech uczestników z amputacją poniżej łokcia testowało protezę w serii codziennych zadań. Wyniki pokazały wyraźną poprawę w czynnościach wymagających delikatności, jak picie napoju czy manipulowanie małymi przedmiotami. Co istotne, osoby te zgłaszały nie tylko lepszą precyzję, ale przede wszystkim znacząco mniejsze obciążenie psychiczne. Nie potrzebowały też długotrwałego treningu – proteza od początku działała w sposób, który ocenili jako bardziej naturalny. To bardzo obiecujący sygnał, sugerujący, że kluczem do sukcesu jest ergonomia poznawcza.
Badacze nie poprzestają na tym etapie
Kierunkiem, w którym zmierzają, są wszczepialne interfejsy neuronalne. Taka technologia umożliwiłaby sterowanie protezą bezpośrednio za pomocą sygnałów z mózgu, a w dalszej perspektywie również przesyłanie do układu nerwowego informacji zwrotnej, symulującej zmysł dotyku. To dalekosiężny cel, ale prace już trwają.
Trzeba pamiętać, że to nie jest jedyne podejście na świecie. Na przykład koreańscy inżynierowie zaprezentowali niedawno ultralekką rękę robota z niezwykle precyzyjnymi chwytakami. Prace nad lepszymi protezami toczą się w wielu ośrodkach. Rozwiązanie z Utah wyróżnia jednak skupienie na aspekcie „współpracy” między użytkownikiem a urządzeniem, a nie tylko na jego mechanicznej sprawności.
Czytaj też: To pierwsza taka misja. AI przejmuje kontrolę na ISS i przyspiesza robota o ponad 50%
Rozwój tego typu technologii pokazuje wyraźny trend: przyszłość protez nie leży w zastępowaniu ludzkiej kończyny skomplikowanym manipulatorem, który trzeba mozolnie opanować. Zmierza w kierunku tworzenia intuicyjnych, asystujących przedłużeń ciała, które częściowo działają autonomicznie. Dla osób po amputacjach może to w końcu oznaczać nie tyle odzyskanie funkcjonalności, co odzyskanie pewnej płynności i naturalności w najprostszych, codziennych czynnościach. Sukces nie będzie mierzony liczbą ruchów na sekundę, ale brakiem konieczności myślenia o każdym z nich.