Ученые из Технологического института Джорджии создали управляемый с помощью ультразвука протез руки, способный двигать отдельными пальцами. Протез, как сообщается на официальном сайте института, уже испытал 28-летний музыкант Джейсон Барнс, которому ампутировали руку до локтя пять лет назад.

Традиционные функциональные (активные, способные выполнять хват) протезы управляются сигналами электрической активности мышц, которые записывает и транслирует электромиограф. Тем не менее, такая система может детектировать, в основном, только «грубые» мышечные сигналы и не всегда точно воспроизводит мелкую моторику, например, точные движения пальцев.

Новый протез руки, над которым работают ученые под руководством Джила Вайнберга (Gil Weinberg), управляется при помощи ультразвука. Исследователи с помощью ультразвукового зонда отслеживали на здоровой руке сокращения мыщц, которые используются для каждого отдельного пальца. Затем на полученных данных обучался алгоритм, основанный на методах машинного обучения. Этот алгоритм, в свою очередь, помогал предсказывать отдельные движения пальцев по сокращениям оставшихся мышц (которые тоже отслеживались с помощью ультразвука) — и выполнять их.

Протез позволил Барнсу не только двигать отдельными пальцами (его прошлый протез, работающий с помощью регистрации электрической активности мышц, позволял ему делать только хват и соединять два пальца — при помощи нажатия на кнопки), но и сыграть на пианино.

Ультразвук — не единственный метод, с помощью которого можно добиться точных моторных движений управляемого протеза. Например, современные нейроинтерфейсы позволяют управлять пальцами биомеханического протеза с помощью регистрации электрической активности головного мозга в области моторной коры.

Georgia Tech Center for Music Technology / YouTube

Автор: Елизавета Ивтушок