17 yıl önce bir elektrik kazasında sol elini ve kolunun bir kısmını kaybeden Keven Walgamott, eliyle yumurtayı kırmadan kavrama konusunda güzel bir “hissetme duygusu” yaşadı. İleri teknoloji protez kolun ilk örneğini, sadece parmakların hareket edebilmesi üzerinden değil, onları düşünceleriyle hareket ettirebilmesi üzerinden test ediyordu. Utah Üniversitesi’nin biyomedikal mühendislik ekibi sayesinde, yumurtayı yeterince iyi şekilde “hissetti”, böylece beyni, protez eline yumurtayı çok fazla sıkmamasını söyleyebiliyordu.
Utah Üniversitesi’nde biyomedikal mühendislik bölümünde Doçent Gregory Clark’ın liderliğindeki ekip, “protez kol Luke”un (adını Yıldız Savaşları filminde robot kola sahip olan Luke Skywalker karakterinden almıştır) bir insan elinin, beyne uygun sinyalleri göndererek nesneleri hissetme şeklini taklit etmesi için bir yol geliştirdi.
“Bilgiyi beyne gönderme biçimimizi değiştirdik, böylece insan vücuduna uyum sağlayacak. Ve insan vücuduna uyumladığımızda, gelişmiş faydalar görebildik” diyen doktora öğrencisi Jacob George, biyolojik olarak daha gerçekçi sinyaller ürettiklerini de ekledi.
Bu da demek oluyor ki; bu protez kolu takan bir ampüte, yumuşak veya sert bir teması hissedebilir, bir şeyi eliyle nasıl kavrayacağını daha iyi anlayabilir ve eller yerine kullanılan metal kancaları veya pençeleri olan standart bir protezle gerçekleştirilmesi imkânsız olan hassas görevleri yerine getirebilir.
Walgamott, üzümleri ezmeden koparmayı, yumurtayı kırmadan kavramayı ve karısının elini sağlıklı bir insan gibi tutmayı başardı.
Tüm bunlar, karmaşık bir matematiksel hesaplama ve modelleme dizisinden geçerek başarıya ulaştırıldı.
Protez kol Luke
Bu kol, yaklaşık 15 yıldır geliştiriliyor. Çoğunlukla metal motorlardan oluşuyor ve el üzerinde bir silikon “deri” bulunuyor. Harici bir pille çalışıyor ve bir bilgisayara bağlanıyor.
Utah Üniversitesi ekibi aynı zamanda, protez kolun, kollara hareket etmeleri için sinyal gönderen biyolojik teller gibi sinirlerle bağlantı kurmasını sağlayan bir sistem geliştiriyor. Bunu yaparken, Utah Üniversitesi biyomedikal mühendisliği bölümünden emekli Profesör Richard A. Normann’ın Utah Eğimli Elektrot Dizisi olarak adlandırdığı buluşundan faydalanıyorlar. Dizi (Array), ampütenin önkoldaki sinirlerine yerleştirilen ve vücudun dışındaki bir bilgisayara bağlı olan 100 mikroelektrot ve tel grubu. Bu Dizi, arta kalan kol sinirlerinden gelen sinyalleri canlandırıyor ve bilgisayar bunları kola hareket etmesini söyleyen dijital sinyallere dönüştürüyor.
Fakat aynı zamanda başka bir şekilde de çalışıyor. Nesneleri tutmak gibi görevleri yapmak, sadece beynin ele hareket etmesini söylemesinden daha fazlasını gerektirir. Protez elin, ne kadar baskı uygulayacağını bilmek için nesneyi “hissetmeyi” de öğrenmesi gerekir, çünkü bunu sadece ona bakarak yapamazsınız.
Protez kolun elinde, elin bir şeyi tutma hissini taklit etmek için Dizi aracılığıyla sinirlere sinyal gönderen alıcılar bulunuyor. Ancak bu sinyallerin nasıl gönderildiği de aynı ölçüde önemli. Bu, bir şeye ilk dokunuşta, beynin bilgideki dönüşümlerle nasıl başa çıktığını anlamakla ilgili. Bir nesneyle ilk temasta, güçlü bir uyarı, sinirleri beyne kadar iletir ve daha sonra git gide azalıp son bulur.
Hissetmeyi sağlamak kadar bilgiyi gönderme şeklinin de büyük öneme sahip olduğunu savunan Clark, biyolojik olarak daha gerçekçi hale getirilirse, beynin bilgiyi daha iyi anlayacağını ve hissetme eyleminin de daha iyi olacağını belirtti.
Bunu yapabilmek için Clark’ın ekibi, bir primatın kolundan kaydedilen uyarılarla birlikte insanların bu farklı sinyal modellerini nasıl aldıklarına dair ortalama bir model oluşturmak için matematiksel hesaplamaları kullandı. Bu model daha sonra protez kol Luke sistemi için uygulandı.
Şimdi ekip, protez kolun tamamen taşınabilir olacak ve vücudun dışındaki bir bilgisayara bağlanması gerekmeden kablosuz olarak bağlanacak ve kullanıcıya özgürlük tanıyacak bir versiyonunu geliştirmek için çalışmalara başladı.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190724144150.htm
