Разработан автономный протез руки с ИИ для повседневных задач
Ученые Университета Юты разработали протез руки с ИИ, автономно регулирующий силу захвата. Исследование в Nature Communications показывает снижение умственной нагрузки для ампутантов при повседневных задачах.
Инженеры Университета Юты представили инновационный протез руки, интегрированный с искусственным интеллектом. Это устройство самостоятельно корректирует силу захвата, минимизируя когнитивную нагрузку на пользователей с ампутированными конечностями. Результаты исследования, опубликованные 8 декабря в журнале Nature Communications, демонстрируют, как такая технология упрощает рутинные действия, делая их почти интуитивными.
Разработан автономный протез руки с ИИ для повседневных задач
Как работает умный протез
Традиционные протезы требуют от владельцев постоянного контроля над каждым движением пальцев — от расчета расстояния до объекта до точной дозировки силы. Это утомляет мозг и приводит к быстрому выгоранию. Команда под руководством профессора Джейкоба Джорджа и Маршалла Траута из лаборатории Utah NeuroRobotics Lab решила эту проблему, добавив в коммерческий протез TASKA Prosthetics кастомные сенсоры.
Ключевой элемент — оптические датчики приближения в кончиках пальцев. Они "видят" объект еще до касания, фиксируя даже легчайшее прикосновение, подобное падению ватного шарика. Данные с сенсоров поступают в нейронную сеть, обученную на тысячах поз захвата. ИИ мгновенно рассчитывает оптимальное положение пальцев, балансируя между автономией и командами пользователя.
- Сенсоры давления и приближения обеспечивают точность до миллиметра.
- Нейронная модель предсказывает хват на основе формы и веса предмета.
- Система работает в реальном времени, без задержек.
В экспериментах с четырьмя ампутантами протез показал превосходство над стандартными моделями. Участники отмечали, что задачи вроде наливания воды в стакан или подбора карандаша стали проще — мозг фокусируется на цели, а не на механике.
Результаты клинических тестов
Исследование включало сравнение ИИ-протеза с базовой версией без автономии. Участники выполняли 10 типичных действий: от удержания хрупких предметов до манипуляций с тяжелыми. Метрики фиксировали безопасность хвата (отсутствие соскальзываний), точность (соответствие форме объекта) и субъективную усталость.
| Метрика | Без ИИ | С ИИ | Улучшение |
|---|---|---|---|
| Безопасность хвата (% успешных попыток) | 78% | 94% | +20% |
| Точность позиционирования (мм) | ±4.2 | ±1.8 | -57% |
| Когнитивная нагрузка (баллы по шкале NASA-TLX) | 65 | 42 | -35% |
| Время на задачу (среднее, сек) | 12.5 | 8.7 | -30% |
Эти цифры подтверждают: ИИ не просто автоматизирует, а усиливает естественный контроль человека. "Машина дополняет пользователя, а не заменяет его", — подчеркивает Траут. Трудности с координацией, типичные для ампутантов, уходят на второй план, повышая уверенность в повседневной жизни.
Перспективы внедрения и ограничения
Джордж прогнозирует коммерциализацию через 5 лет. Сенсоры и ИИ станут стандартом в протезах, интегрируясь с нейроинтерфейсами для еще большей интуитивности. Уже сейчас устройство совместимо с существующими системами TASKA, что упрощает апгрейд.
Однако проект сталкивается с трудностями: калибровка под индивидуальные привычки требует времени, а стоимость сенсоров пока высока. Будущие версии обещают снижение цены за счет массового производства. Кроме того, тесты расширят на большее число участников, включая пожилых людей.
- Интеграция с мобильными приложениями для мониторинга.
- Расширение на протезы ног с аналогичным ИИ.
- Сотрудничество с производителями для глобального распространения.
Эта разработка — шаг к тому, чтобы протезы стали настоящим продолжением тела. Для миллионов людей с ампутациями она обещает не просто функциональность, а возвращение независимости. Исследователи подчеркивают: фокус на человеческом факторе делает технологию по-настоящему революционной.
