Sie würden es nie erraten, aber ein "dritter Daumen" eines Roboters kann laut einer neuen Studie die Darstellung Ihrer Hand in Ihrem Gehirn verändern. in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftsrobotik .
Machen Sie sich bereit für die kybernetische Erweiterung.
Ein robotergesteuerter und 3D-gedruckter 'Dritter Daumen' ist vollständig anpassbar.
Das Forschungsteam schulte Menschen, einen zusätzlichen Roboterdaumen einzusetzen, und stellte fest, dass sie effektiv arbeiten können. komplexe und geschickte Aufgaben ausführen einschließlich des Baus eines Blockturms mit der doppelten Daumenhand. Während die Teilnehmer weiter trainierten, bemerkten sie, wie es sich zunehmend wie ein weiterer Teil ihres Körpers anfühlte.
Als dritter Daumen bezeichnet, war die Entwicklung des Geräts Teil eines preisgekrönten Abschlussprojekts am Royal College of Art unter der Leitung von Designer Dani Clode. Das Projekt zielte darauf ab, die Art und Weise, wie wir über Prothetik denken, von den Grundlagen von zu ändernClode wurde anschließend eingeladen, sich einem Team von Neurowissenschaftlern am University College London anzuschließen, das von Professor Tamar Makin geleitet wurde und die Möglichkeiten untersuchte, wie sich das Gehirn an vergrößerte Körper anpasst.
"Körpervergrößerung ist ein wachsendes Feld, das darauf abzielt, unsere körperlichen Fähigkeiten zu erweitern, aber wir haben kein klares Verständnis dafür, wie sich unser Gehirn daran anpassen kann", sagte Makin vom UCL-Institut für kognitive Neurowissenschaften und Hauptautor der Studie in einemMit dem IE geteilte Embargo-Freigabe: "Indem wir Menschen mit Danis clever gestaltetem Third Thumb untersuchten, wollten wir wichtige Fragen beantworten, ob das menschliche Gehirn einen zusätzlichen Körperteil unterstützen kann und wie sich die Technologie auf unser Gehirn auswirken könnte."
Insbesondere der dritte Daumen ist vollständig 3D-gedruckt was bedeutet, dass die Anpassung einfach ist. Sie wird an der Seite der Hand gegenüber Ihrem Daumen aus Fleisch und Blut in der Nähe des kleinen Fingers getragen. Der Träger des dritten Daumens kann dies über Drucksensoren steuern, die an den Füßen unten angebracht sindDie großen Zehen. Die beiden drahtlos verbundenen Zehensensoren manipulieren die Bewegung des Roboterdaumens, indem sie sofort auf geringfügige Änderungen des Drucks der Zehen auf den Sensor reagieren. An der Studie nahmen 20 Teilnehmer teil, die jeweils fünf Tage lang im Umgang mit dem Roboterdaumen geschult wurden.Nehmen Sie den Daumen oft jeden Tag mit nach Hause, um ihn bei den täglichen Hausaufgaben zu testen. Insgesamt die Träger. jeder trug seinen Roboter Daumen zwei bis sechs Stunden täglich. Diese Gruppe von Roboter-Daumenträgern wurde einer anderen Gruppe von 10 Kontrollteilnehmern gegenübergestellt, die einen statischen, unbeweglichen Roboter-Daumen angelegt hatten, während sie identische Trainingsaufgaben ausführten.
Unser erstes Third Thumb-Papier ist jetzt als Vordruck erhältlich! Neurokognitive Konsequenzen der Handvergrößerung. #thirdthumb @PlasticityUCL https://t.co/DxcuN6LwBx pic.twitter.com/jVZ3ZfiDWY
- Dani Clode @DaniClode 17. Juni 2020
Unser Gehirn muss sich anpassen, um Roboterprothesen einzusetzen
In den täglichen Laborsitzungen konzentrierten sich die Teilnehmer beim Roboterdaumentraining auf Aufgaben, die die Zusammenarbeit zwischen ihrer Hand und dem dritten Daumen verbessern sollen, z. B. das alleinige Ergreifen mehrerer Bälle oder Weingläser. Dabei lernten die Teilnehmer die grundlegenden Gestenmusste den Daumen schnell benutzen, mit verbesserter Motorsteuerung, Hand-Daumen-Koordination und Geschicklichkeit, die direkt mit dem Training korrelierten. Schließlich benutzten die Teilnehmer den Daumen, wenn sie abgelenkt waren, ob sie einen Holzklockturm bauten, während sie über ein mathematisches Problem nachdachten oder die Augen verbunden hatten.
"Eine Körpervergrößerung könnte eines Tages in vielerlei Hinsicht für die Gesellschaft wertvoll sein, beispielsweise wenn ein Chirurg ohne Assistenten auskommt oder ein Fabrikarbeiter effizienter arbeitet", sagte Paulina Kieliba vom UCL-Institut für kognitive Neurowissenschaften indie Freigabe des Embargos: "Diese Arbeit könnte das Konzept der Prothetik revolutionieren und jemandem helfen, der dauerhaft oder vorübergehend nur zur Hand arbeiten kann, alles mit dieser Hand zu tun."
"Um dorthin zu gelangen, müssen wir die komplizierten, interdisziplinären Fragen der Interaktion dieser Geräte mit unserem Gehirn weiter untersuchen", fügte Kieliba hinzu. Das Team scannte das Gehirn der Teilnehmer vor und nach dem Training über ein fMRT, während Benutzer ihre Person bewegtenFinger, an denen kein dritter Daumen des Roboters angebracht ist. Entscheidend ist, dass das fMRT subtile, aber wesentliche Änderungen an der Darstellung der mit einem Roboterdaumen vergrößerten Hand im sensomotorischen Kortex des Gehirns feststellte. Unser Gehirn repräsentiert jeden Finger auf eine Weise, die sich von allen anderen unterscheidet, undNach dem Roboterfingertraining wird das neue Aktivitätsmuster, das jedem einzelnen Finger entspricht, ähnlicher. Diese Veränderungen der Gehirnaktivität lösten sich eine Woche später bei den Teilnehmern auf, was auf eine Roboterprothetik als kurzfristige Lösung hindeutet.
"Unsere Studie ist die erste, die die Verwendung eines Augmentationsgeräts außerhalb eines Labors untersucht", sagte Kieliba in der Embargo-Freigabe. "Es ist die erste Augmentationsstudie, die über mehrere Tage langes Training durchgeführt wurde, und die erste, die eineungeschulte Vergleichsgruppe. Der Erfolg unserer Studie zeigt, wie wichtig es ist, dass Neurowissenschaftler eng mit Designern und Ingenieuren zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass Augmentationsgeräte die Lern- und Anpassungsfähigkeit unseres Gehirns optimal nutzen und dass Augmentationsgeräte sicher verwendet werden können"Die Zukunft der menschlichen Bewegung wird zweifellos eine umfassende Erweiterung durch Roboterglieder und -verlängerungen erfahren. Obwohl sich unser Gehirn nicht dazu entwickelt hat, mehr zu verwenden, als ein typisches Baby zur Welt bringt, sind sie mehr als in der Lage, sich an die Aufgabe von anzupassen und sich ihr zu stellen." eine kybernetische Zukunft .