Kenneth Glad
Vi känner alla till den dagliga kampen med att bära tunga matkassar samtidigt som vi fumlar efter husnycklarna. En armbåge håller sällan dörren. Lyckligtvis kan bärbar teknik snart erbjuda en förvånansvärt enkel lösning på dessa besvärliga stunder.
Ingenjörer och forskare utvecklar nu bärbara robotlemmar designade för att ge människor extra fysiska förmågor. Till skillnad från traditionella proteser, som ersätter saknade kroppsdelar, tillför dessa anordningar helt nya funktioner till en fullt fungerande kropp.
Enligt The Conversation kallar forskare detta växande fält för förstärkning av mänsklig rörelse. Tekniken inkluderar extra armar som bärs som ryggsäckar, robotben fästa vid bälten och extra fingrar monterade på händer.
I laboratorietester har frivilliga redan använt dessa extra lemmar för att hålla tunga takpaneler, stabilisera sig i branta sluttningar och öppna flaskor med en enda hand. Forskare ser framför sig breda framtida tillämpningar inom kirurgi, räddningstjänst och tillverkning. En kirurg skulle kunna hantera fyra verktyg samtidigt, eller en räddningsarbetare skulle kunna lyfta tungt bråte samtidigt som en överlevande friges.
Fötter framför hjärnan
Att kontrollera en extra lem är svårare än det ser ut. Designers undviker vanligtvis att använda händer eller armar för kontroller, eftersom det skulle motverka hela syftet med att få extra händer.
Idag förlitar sig de flesta fungerande prototyper på fotpedaler eller specialskor utrustade med rörelsesensorer. Andra experimentella uppställningar spårar mikrorörelser i de subtila musklerna runt mänskliga öron.
Direkt hjärnkontroll är för närvarande utom räckhåll. När hjärnan skickar elektriska signaler via nerver till muskler är det bara specifika frekvenser som bär rörelsekommandon. Detta lämnar oanvänd kapacitet i nervsystemet.
Forskare försökte utnyttja dessa reservsignaler utan invasiv kirurgi, men låga framgångsfrekvenser, komplex kalibrering och långa träningsperioder gjorde det ogenomförbart. De fysiska anordningarna är också fortfarande tunga, klumpiga och obekväma att bära. Säkerhetsbegränsningar begränsar för närvarande deras rörelsehastighet för att förhindra oavsiktliga skador under användning.
Att lära sig känna
Trots dessa fysiska begränsningar och den komplexa, icke-intuitiva naturen hos nuvarande kontrollsystem anpassar sig mänskliga hjärnor anmärkningsvärt snabbt till extra lemmar. Studiedeltagare behärskar rutinmässigt grundläggande kontroller för en tredje arm eller ett sjätte finger på mindre än en timme.
Sensorisk återkoppling spelar en central roll i denna snabba inlärningskurva. Precis som känseln styr motorisk inlärning när någon spelar tennis eller piano tillåter små vibrationsmotorer och milda elektriska pulser användare att känna vad robotlemmen rör vid. Denna taktila återkoppling i realtid är avgörande för att träna hjärnan att bearbeta den mekaniska lemmen som en verklig kroppsdel snarare än ett externt verktyg.
Med tid och övning blir användarna betydligt skickligare, och hjärnan anpassar sig så grundligt att det börjar kännas helt naturligt att bära de extra lemmarna. Forskare betonar att det är avgörande att öka allmänhetens medvetenhet, eftersom de flesta människor fortfarande inte vet att förstärkning av mänsklig rörelse existerar. Även om kommersiella modeller ligger flera år bort kan dessa bärbara anordningar i slutändan förändra hur människor interagerar med den fysiska världen.
Källa: The Conversation
