Człowiek i maszyna. Kontakt stał się łatwiejszy

W świecie coraz większej cyfryzacji często słyszymy o interfejsach człowiek-maszyna (Human Machine Interface, HMI) – urządzeniach lub aplikacjach, które ułatwią interakcje z komputerem. Jednym z kierunków rozwoju są czujniki, które odczytując ruch mięśni, każą wykonywać maszynie określone akcje – np. umożliwiają sterowanie ramionami robota/manipulatora.

Czujniki EMG (elektromiograficzne, mierzące aktywność mięśni) są szeroko stosowane w medycynie, ale w przypadku HMI wymagana jest większa czułość oraz prostota w użytkowaniu. Inżynierów nie satysfakcjonują rozwiązania, w których konieczne jest pokrywanie skóry specjalnym żelem lub generujące zakłócenia przy intensywnym ruchu. Alternatywą mogą być tzw. elektrody mikroigłowe.

Idea jest następująca – na elastycznym plastrze wytwarzamy metaliczne stożki bądź piramidy (mikroigły) wysokości kilkuset mikrometrów. Plaster nałożony na powierzchnię ciała pozwala igłom wbić się w skórę pacjenta na tyle głęboko, aby uzyskać bezpośrednio sygnał EMG, jednocześnie na tyle płytko, by nie podrażnić receptorów bólu.

W „Science Advances“ zaprezentowano przykład takiego HMI. Naukowcy wytworzyli mikroigły ze złota i tytanu na plasterku silikonowym. Od strony wierzchniej plaster pokryto siecią bardzo cienkich przewodów; mają one układ serpentyny, dający im znaczną elastyczność. Następnie zintegrowano plaster z nadajnikiem BlueTooth oraz niewielką baterią – i połączono wszystkie elementy w jeden układ elektroniczny wielkości tradycyjnego plastra opatrunkowego. Liczne testy wykazały wysoką jakość sygnału EMG zbieranego przez przyklejony do skóry układ – zarówno w spoczynku, jak i podczas ćwiczeń ruchowych.

Ale najciekawszą częścią był ostatni test, w którym układ został połączony z lekkim egzoszkieletem wspomagającym podnoszenie ciężarów. Plaster monitorował sygnał EMG i nadawał sygnał o potrzebnej asyście. Tak skonstruowany system zmniejszał obciążenie mięśni o 18 proc.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.