筋肉インプラントにより人工装具のマインドコントロールが可能になる可能性―脳手術は不要

アレックス・スミスは 2003 年に右腕を失ったとき、彼は 11 歳でした。オースティン湖でボートを運転していた飲酒運転者が家族の船と衝突し、彼は海に流されました。彼はプロペラに衝突し、腕を水中で切断した。

1 年後、彼は断端の筋肉の電気信号によって駆動される義手の一種である筋電腕を手に入れました。しかし、スミスはそれを「非常に非常に遅く」、動作範囲が限られていたため、ほとんど使用しなかった。彼は手を開閉することはできましたが、それ以外のことはあまりできませんでした。彼は何年にもわたって他のロボットアームを試しましたが、それらも同様の問題を抱えていました。

「決して超高機能というわけではありません」と彼は言います。 「機能を実行してから義肢が実際にそれを実行するまでには、大幅な遅延が発生します。日常生活においても、物事を行う別の方法を見つけるのが早くなりました。」

最近、彼はオースティンを拠点とする新興企業ファントム ニューロによる新しいシステムを試しています。このシステムは、義足をより本物に近い状態で制御できる可能性があります。同社は、切断患者が行いたい動作を考えるだけで、より広範囲でより自然な動きを可能にする、薄くて柔軟な筋肉インプラントを開発中です。

「ロボットの手足を使う人は多くありません。それは主に、制御システムがいかにひどいかによるものです」とファントム・ニューロの共同創設者兼最高経営責任者(CEO)のコナー・グラス氏は言う。

『WIRED』と独占的に共有されたデータによると、ファントム社が実施した調査の参加者10人は、同社のセンサーのウェアラブル版を使用してすでに市販されているロボットアームを制御し、11の手と手首のジェスチャーで平均93.8パーセントの精度を達成した。スミス氏も参加者の1人で、他の9人は健常者のボランティアだったが、これは初期の義肢研究ではよくあることだ。この研究の成功により、将来的に Phantom の埋め込み型センサーをテストする道が開かれます。

スミス氏が試みたものと同様、現在の筋電義足は、切断された断端に置かれた表面電極から電気インパルスを読み取る。ほとんどのロボット義足には 2 つの電極、つまり記録チャンネルがあります。人が手を曲げると、腕の筋肉が収縮します。上肢切断者が屈曲した場合でも、これらの筋肉の収縮が発生します。電極はこれらの収縮から電気信号を拾い上げ、それを解釈し、補綴物の動きを開始します。しかし、表面電極は滑ったり動き回ったりする可能性があるため、常に安定した信号を捕捉できるわけではなく、実際の環境では精度が低下します。

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