La bionètica amb el 'machine learning' podria obtenir una nova generació de pròtesis de membres humans

La nova mà protètica interpreta els senyals musculars de l'activitat del cervell amb el machine learning automàtic per fer els moviments més naturals.
Els científics de l'Imperial College de Londres i la Universitat de Göttingen, a Alemanya,  han utilitzat el machine learning automàtic per millorar el rendiment de les mans protèsiques.

Després de provar el seu prototip en cinc amputats, van trobar que el nou control basat en el machine learning de la màquina era molt millor en proporcionar moviments naturals i fluids respecte la tecnologia disponible actualment. Els investigadors van dir que les troballes, que es publiquen a Science Robotics, podrien donar pas a una nova generació de pròtesis.
Al dissenyar els membres biònics, el principal objectiu és deixar que els pacients els controlin de manera natural, com si fossin les seves extremitats biològiques.

Aprenentatge automàtic
La tecnologia actual funciona mitjançant el control directe dels motors protètics amb alguns senyals musculars.
La nova mà biònica, desenvolupada en col·laboració amb l'Imperial i la Universitat de Göttingen, utilitza una interfície home-màquina que interpreta les intencions del pacient i envia ordres a l'extremitat artificial.
Conté vuit elèctrodes que recullen senyals elèctriques febles des del pacient, abans d'amplificar-les i enviar-les a una mini-ordinador, també localitzat a la pròtesi.
A continuació, el mini-ordinador executa l'algorisme d'aprenentatge automàtic per interpretar els senyals, abans de manar que els motors de la mà es moguin de la manera que el pacient vol.

Els pacients van trobar que van poder girar fàcilment el canell i obrir la mà, simultàniament o per separat. També van trobar els moviments molt més naturals que els membres biònics convencionals als quals estaven acostumats.
A més dels tipus de funció, els pacients també podrien controlar la velocitat del moviment individual independentment d'altres moviments. Per exemple, els pacients podrien girar la mà lentament i obrir-la ràpidament alhora. Els investigadors afirmen que aquest és un component essencial per als moviments que se senten naturals.

Abans d'utilitzar-se, el pacient i la mà biónica es van entrenar, de manera que l'algorisme d'aprenentatge automàtic podria "aprendre" a interpretar els seus senyals electrònics exclusius. Els investigadors esperen eliminar aquesta necessitat en futurs prototips, sense renunciar a la personalització en pacients específics.
La nova mà biònica no només és més natural, sinó que també és superior en termes de funcionalitat en les tasques diàries, de les que actualment estan disponible per als pacients. Després d'aquest estudi clínic, s'espera que estigui disponible al mercat per als pacients en un termini de tres anys.

Actualment, els investigadors treballen per aconseguir un major control sobre la mà, inclosa la capacitat de moure els dits de forma individual, i eliminar la necessitat d'utilitzar elèctrodes mitjançant la transferència de senyals sense fils dins del cos del pacient.

Font: Imperial College de Londres