超音波技術によって可能になったルークスカイウォーカーのバイオニックハンド
ルーク・スカイウォーカーの驚くべき発明によって、障害者がピアノを使用したり楽器を演奏したりできるようになるのは現実的なことです。彼は地球上の切断者にとって現実からそう遠くないバイオニックハンドを作りました。ジョージア工科大学の研究者は、切断者が現在市販されているデバイスでは作成できないモーターの手のジェスチャーで、義肢を個別に制御できる超音波センサーを作成しました。
有名なドラマーのジェイソン・バーンズは、5年前に事故で右腕を感電死させましたが、医師に肘の下で右腕を切断させたため、指を制御する筋肉があります。彼はワインバーグと仕事をしていて、初めてバイオニックハンドを使用し、ピアノを使用できるようになりました。また、バイオニックハンドを使用してギターでスターウォーズのテーマソングを演奏しました。
「私たちの義肢は超音波信号を動力源としており、この新しい技術を使用することで、切断者が指を持っていなくても、どの指を動かしたいかを検出できます」と、ジョージア工科大学のデザイン大学教授であるギル・ウェインバーグは述べています。プロジェクトをリードします。
バーンズはその前に利用可能な筋電図（EMG）センサー（彼の筋肉に取り付けられている）を使用していましたが、センサーは現在のものと比較してそれほど正確ではありません。 「EMGセンサーはあまり正確ではなく、筋肉の動きを検出できますが、信号のノイズが大きすぎて、人がどの指を動かしたいかを推測できません。ジェイソンのためにEMGからのパターン検出を改善しようとしましたが、指ごとに制御することができませんでした」とジョージア工科大学の音楽技術センターのディレクターであるワインバーグは述べています。
その後、チームは研究室の周りで超音波装置を見て、ジョージア工科大学のさらに2人の教授である篠原実、Chris Fink、Levent Degertekinと提携し、彼らの助けを借りて超音波プローブを腕に取り付けることに成功しました。医師が子宮内の赤ちゃんの動きをチェックするために使用したのと同じプローブを使用して、バーンズの筋肉がどのように動くかを観察しました。
「その時、私たちはエウレカの瞬間がありました」とワインバーグは言いました。
ワインバーグと彼のチームは、バーンズの筋肉のそれぞれのユニークな動きを、どの指が動きたいかをすばやく正当化できるアルゴリズムに供給しました。バイオニックハンドは、障害者が意図する力を正確に計算して、各指の連続的かつ同時の動きを検出することもできます。
「これは完全に驚異的です。この新しいアームにより、モードを変更したりボタンを押したりすることなく、その場で好きなグリップを実行できます。これができるとは思ってもみませんでした」とバーンズ氏は言います。
ワインバーグのバーンズ研究所の最初の発明は、2014年に2本のドラムスティックを備えた義手を装着したことです。現在、バイオニックハンドはワインバーグの研究所によるバーンズの2番目の作品です。彼はドラムをもっと演奏するのが大好きなので、最初の作品は彼に世界のどのドラマーよりも速く演奏するスティックで再びドラムを演奏する機会を与えました。ワインバーグのロボットは、4大陸にわたるバーンズのコンサートで世界中の注目を集めています。そのうちの1つは、ワシントンDCのケネディセンターとムーグフェストでバーンズが演奏しました。したがって、最初の作品はワインバーグを印象的なレベルの作品に導き、2番目の作品はバーンズのバイオニックハンドによって世界を驚かせ、2012年以来彼が欠けているパフォーマンスを考えています。
「このタイプの腕が、ピアノを弾くのと同じくらい繊細で表現力豊かな音楽に対応できるのであれば、このテクノロジーは、入浴、手入れ、給餌など、他の多くの種類の細かい運動活動にも使用できます。指を動かすだけでロボットアームや手を遠隔操作できる人」とワインバーグ氏は述べています。
出典：ジョージア工科大学