Uma nova prótese de mão impressa em 3D pode aprender os padrões de movimento do usuário para ajudar os pacientes amputados a realizar as tarefas diárias, relata um estudo publicado esta semana em Ciência Robótica .

Perdendo um membro, seja por doença ou acidente, pode apresentar desafios emocionais e físicos para um amputado, prejudicando sua qualidade de vida. Membros protéticos podem ser muito úteis, mas costumam ser caros e difíceis de usar. O Laboratório de Engenharia de Sistemas Biológicos da Universidade de Hiroshima desenvolveu uma nova prótese de mão impressa em 3D combinada com uma interface de computador, qual é o mais barato, modelo mais leve que é mais reativo à intenção de movimento do que antes. As gerações anteriores de suas mãos protéticas foram feitas de metal, que é pesado e caro de fazer.

Professor Toshio Tsuji da Escola de Graduação em Engenharia, A Universidade de Hiroshima descreve o mecanismo desta nova interface de mão e computador usando um jogo de "Rock, Papel, Tesoura. "O usuário imagina um movimento da mão, como fechar o punho para a pedra ou um símbolo da paz para a tesoura, e o computador conectado à mão combina os movimentos previamente aprendidos de todos os 5 dedos para fazer esse movimento.

"O paciente apenas pensa no movimento da mão e então o robô se move automaticamente. O robô é como uma parte de seu corpo. Você pode controlar o robô como quiser. Vamos combinar o corpo humano e a máquina como um corpo vivo." explica Tsuji.

Eletrodos na tomada do equipamento protético medem os sinais elétricos dos nervos através da pele - semelhante a como um ECG mede a frequência cardíaca. Os sinais são enviados para o computador, que leva apenas cinco milissegundos para tomar sua decisão sobre qual movimento deve ser. O computador então envia os sinais elétricos para os motores da mão.

A rede neural (chamada Interface Cibernética), que permite ao computador "aprender, "foi treinado para reconhecer os movimentos de cada um dos 5 dedos e, em seguida, combiná-los em diferentes padrões para transformar a tesoura em pedra, pegue uma garrafa de água ou para controlar a força usada para apertar a mão de alguém.

"Esta é uma das características distintivas deste projeto. A máquina pode aprender movimentos básicos simples e, em seguida, combinar e produzir movimentos complicados, "Diz Tsuji.

O Laboratório de Engenharia de Sistemas Biológicos da Universidade de Hiroshima testou o equipamento com pacientes no Centro de Reabilitação de Robôs do Instituto Hyogo de Tecnologia Assistiva, Kobe. Os pesquisadores também colaboraram com a empresa Kinki Gishi para desenvolver o soquete para acomodar o braço do paciente amputado.

Sete participantes foram recrutados para este estudo, incluindo um amputado que usava prótese há 17 anos. Os participantes foram convidados a realizar uma variedade de tarefas com a mão que simulavam a vida diária, como pegar pequenos itens, ou cerrando os punhos. A precisão dos movimentos protéticos das mãos medidos no estudo para um único movimento simples foi acima de 95 por cento, e complicado, movimentos não aprendidos foi de 93 por cento.

Contudo, esta mão não está totalmente pronta para todos os usuários. Usar a mão por um longo tempo pode ser oneroso para o usuário, pois ele deve se concentrar na posição da mão para sustentá-la, o que causava fadiga muscular. A equipe está planejando criar um plano de treinamento para fazer o melhor uso da mão e espera que se torne uma alternativa acessível no mercado de próteses.