Prótese revolucionária é uma “mão com olhos”


07 maio 2017

Imagine uma prótese que permite ao usuário segurar um objeto automaticamente sem nenhum esforço mental.

Pois engenheiros biomédicos britânicos desenvolveram essa nova geração de próteses inteligentes – que funcionam tal qual uma mão real.

A câmera embutida na mão tira uma foto do objeto à frente, avalia a forma e o tamanho, e escolhe a forma de segurar mais apropriada, disparando uma série de movimentos na mão – tudo isso em milissegundos.

Atualmente, as mãos prostéticas são controladas diretamente através dos sinais mioelétricos do usuário (atividade elétrica dos músculos registrados a partir da superfície da pele). Isso requer aprendizado, prática, concentração e, principalmente, tempo.

Visão artificial e aprendizagem profunda

Os engenheiros biomédicos da Universidade de Newcastle fizeram o seguinte: eles desenvolveram uma rede neuronal convolucional (CNN), a qual foi treinada com imagens de mais de 500 objetos que podem ser agarrados. Eles a ensinaram a reconhecer a aderência necessária para diferentes tipos de objetos.

Reconhecimento de objetos (acima) vs. reconhecimento da forma correta de segurar (abaixo) (crédito: Ghazal Ghazaei/Journal of Neural Engineering)

 

Agrupando objetos por tamanho, forma e orientação, de acordo com o tipo de aperto que seria necessário para pegá-los, a equipe programou a mão para realizar quatro diferentes formas de segurar: neutro/neutral (como pegar um copo); pronado/pronated (como pegar o controle remoto da TV); tripé/tripod (polegar e dois dedos) e “beliscão”/pinch (polegar e primeiro dedo).

“Nós mostramos ao computador uma foto de, por exemplo, uma vara”, explica o autor principal Ghazal Ghazae. “Mas não apenas uma imagem; Muitas imagens do mesmo pedaço de diferentes ângulos e orientações, em diferentes luzes e contra fundos diferentes, e, eventualmente, o computador aprende o que precisa para pegar esse objeto”.

Dr. Kianoush Nazarpour com a nova mão biônica. (Crédito: Mike Urwin/Newcastle University/PA)

 

Um pequeno número de amputados já testou essa nova tecnologia. Após o treinamento, essas pessoas conseguiram pegar e mover objetos com um sucesso de até 88%.

Agora, a equipe está trabalhando com especialistas da Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust para oferecer essas “mãos com olhos” para os pacientes do Hospital Freeman.

Uma futura mão biônica

O trabalho é parte de um projeto maior de pesquisa para desenvolver uma mão biônica que possa sentir pressão e temperatura, transmitindo informações de volta para o cérebro.

Liderado pela Universidade de Newcastle e envolvendo especialistas das universidades de Leeds, Essex, Keele, Southampton e Imperial College London, o objetivo é desenvolver novos dispositivos eletrônicos que conectem redes neurais ao antebraço para permitir comunicações bidirecionais com o cérebro.

Essa “mão que vê”, explica o Dr. Nazarpour, é uma solução provisória que irá preencher a lacuna entre projetos atuais e futuros. “É um trampolim para o nosso objetivo final”, diz ele. “Mas, importante, é barato e pode ser implementado muito em breve porque não precisa produzir novas próteses – podemos apenas adaptar as que temos”.

A pesquisa foi publicada, no dia 3 de maio no Journal of Neural Engineering.

Fonte: Universidade de Newcastle

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Redação O Futuro das Coisas
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