לקריאת הכתבה

יד ביונית שמאפשרת לחוש

גבר שידו נקטעה לפני 17 שנים זכה מחדש בתחושת המגע בעזרת חיישנים ביד תותבת רובוטית, שנשלטת על ידי המוח ומאפשרת לו לאחוז חפצים עדינים

כאשר אנו חושבים על אובדן יד, אנחנו חושבים בדרך כלל על הקושי שנובע מאיבוד היכולת לבצע פעולות בעזרתה: לתפוס, להרים, להקליד. אך יכולת חשובה לא פחות של היד היא המישוש: זהו האיבר העיקרי שבעזרתו אנו חשים את סביבתנו. רוב הידיים התותבות שהיו קיימות עד כה התמקדו בעזרה לביצוע פעולות; כעת פותחה גם יד תותבת המאפשרת למשתמשים בה לחוש את סביבתם.

אחד הראשונים שהתנסו ביד כזו הוא קוון וולגמוט (Walgamott), שזרועו נכרתה מהמרפק ומטה בתאונה. וולגמוט יכול כעת לחוש 119 תחושות מגע שונות בעזרת התותבת שלו – כאילו היה מדובר בידו המקורית. הוא יכול להבחין בין חפצים גדולים, קטנים, רכים וקשים גם בעיניים קשורות, ולאחוז בחפצים עדינים. מטלות יומיומיות שבעבר לא יכל לבצע בעזרת יד תותבת, כמו לענוד את טבעת הנישואין שלו, לקלף בננה או לכתוב הודעה בטלפון הנייד, הן כעת אפשריות, בזכות מחקר חדש מאוניברסיטת יוטה.

"צוות המחקר הצליח לעשות דברים מדהימים," אומר וולגמוט בריאיון ל"גרדיאן". "הם לקחו ערימה של חלקים מכניים ובאמצעות מחשב הביאו לכך שאצליח לא רק להזיז את האצבעות ולאחוז בחפצים, אלא גם לחוש שוב במגע." היד התותבת פותחה במשך 15 שנים. האלקטרודות הושתלו בחלק הנותר של הזרוע, וכך אפשרו תקשורת בין היד למוח. היד יכולה לנוע בשישה כיוונים ומצוידת ב-119 חיישנים שמעבירים מידע על מגע ומיקום מרחבי, וכך מחליפים למעשה את קולטני המגע הטבעיים של יד בריאה, ומספקים לעצבים אותות מגע שהמוח יכול לפרש. במקביל, אלקטרודות קלטו את האותות שמוחו של וולגמוט שלח לזרוע שלו כאשר התכוון לבצע תנועה מסוימת, ומחשב מחוץ לגופו תרגם את האותות הללו למידע דיגיטלי שהנחה את התותבת כיצד לזוז בהתאם לרצונו.

גרג קלארק וג'ק ג'ורג' מצוות החוקרים עם היד הביונית | צילום: Dan Hixson
"לקחו ערימה של חלקים מכניים והביאו לכך שאצליח לחוש שוב במגע". החוקרים קלארק וג'ורג' עם היד הביונית | צילום: Dan Hixson

מגע משפר דיוק

באמצעות מגוון החיישנים שהושתלו ביד המכנית, הצליחו החוקרים לספק למוחו של וולגמוט אותות חשמליים דומים לאלו ששולחים העצבים של יד אנושית, כך שהאחיזה שלו בחפצים באמצעות הידיים הייתה טובה יותר מאשר במצב של היעדר תחושת מגע (כשהחיישנים לא הופעלו). כך, למשל, כשלא קיבל משוב על תחושת מגע, הוא הצליח להזיז חפץ שביר מבלי לשבור אותו ב-55 אחוזים מהניסיונות, אך כשקיבל משוב, הצליח ב-80 אחוזים מהניסיונות. גם משך הזמן הממוצע לביצוע המשימה ירד כשהייתה תחושת מגע, אפילו כשביצע אותה בקשב חצוי – כלומר, כשבמקביל היה עליו לבצע משימה קוגניטיבית של ספירה לאחור.

בניסוי נוסף נדרש וולגמוט לאחוז כמה חפצים, חלקם שבירים, כמו ביצה ובקבוק מים. ללא משוב של תחושת מגע, וולגמוט נזהר בהפעלת כוח על החפצים השבירים, אולם כאשר הוא קיבל משוב זה, הוא הפעיל כוח רב יותר מבלי שהחפצים נשברו. ממצא מעניין נוסף היה, שהדיוק בהפעלת הכוח גבר כאשר היה משוב של תחושת מגע; הדיוק התבטא בכך שמידת הכוח שהופעלה הייתה קבועה ואחידה יותר עם תחושת מגע מאשר בלעדיה.

משימה נוספת שטיב הביצוע בה, כלומר משך הזמן שנדרש לביצועה, השתפר בעזרת תחושת מגע הייתה הבחנה בין שני חפצים בלי יכולת לראות אותם. וולגמוט התבקש להבחין על סמך מגע, בעיניים מכוסות בין שני חפצים שונים בגודלם - כדור גולף קטן לעומת כדור לָקְרוס גדול - או במרקם שלהם  לבנת קצף רכה לעומת לבנת פלסטיק קשיחה. לבסוף, וולגמוט הצליח להשתמש ביד הביונית כדי לבצע פעולות יומיומיות שקודם לכן היו בלתי אפשריות או קשות מאוד לביצוע בעזרת יד תותבת, כמו ניתוק ענבים מאשכול, כתיבת הודעת טקסט בטלפון נייד, שימוש בפטיש, הלבשת ציפית על כרית, ענידת טבעת הנישואין שלו ולחיצת ידה של אשתו.

מה צופן העתיד?

בהמשך, הצוות מתכנן להרחיב את מגוון המידע החושי שאפשר יהיה לקלוט באמצעות החיישנים, ממגע בלבד לכאב ולטמפרטורה. יתר על כן, מכיוון שהאבטיפוס של ההתקן דורש חיבור למחשב נייח, החוקרים מפתחים כעת מערכת ניידת, בתקווה שבשנתיים הקרובות קטועי הגפיים שמשתמשים בהתקן יוכלו לשאת אותה לשימוש בביתם.

לשאלה מדוע השתתף במחקר, ענה וולגמוט: "יש לי חברים עם שתי ידיים קטועות. אני מסתדר היטב עם יד אחת, אבל הם ללא ספק יוכלו להפיק תועלת מהעזרה שבתותב הזה. עשיתי זאת למענם ולמען האנשים שיזדקקו לכך בעתיד. אני מקווה שהמחקר הזה יהיה מקפצה לשיפורים עתידיים בידיים תותבות." 

0 תגובות