最新義手は触覚を再現!脳へ信号伝達

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Greg-Clark-LUKE-Arm

あなたは日本国民の何人が身体的ハンデキャップを背負っているか知っていますか?

実に約360万人だそうです。世界を見れば国の人口に値するかもしれません。医療の進歩と同様にハンデキャップがある方々をサポートするため日々研究がおこなわれ、補助機具なども進化しているようです。

義手の進化

Keven Walgamott 氏
出典:ユタ大学

Keven Walgamott氏も身体的ハンデキャップを持ったうちの一人でした。今から17年前の事故で左手から腕の一部まで失ってしまったそうです。彼は意思で動かせる義手のプロトタイプをテストしていました。そしてユタ大学の生物医学工学チームのおかげで、試験で使用していた卵の感覚を感じ彼の脳は卵を圧迫しないように義手に伝えることができたそうです。

その義手の名前が【LUKE(Arm)】こちらはスター・ウォーズのルーク・スカイウォーカーが(帝国の逆襲)で手に入れたロボットハンドに因んで名付けられたとのこと。(これは、GregoryClarkが率いるチームによって論文と共に作成されました。) Walgamott氏はLUKEを2017年の臨床試験で初めて使用したことについて、「再び左手に感覚が戻るとは思わず涙を流しそうになった」と言っています。ぶどうを潰すことなく摘み取り、割らずに卵を持ち、妻の手を握ったことは我々健常者からすれば当たり前のことかもしれませんが、彼らにとっては大いなる一歩でした。

チームのグレッグ・クラーク(右)とジェイク・ジョージ(左)とルークの腕。
出典:ユタ大学

既存の義手では、物体を感覚的に持つことはできず、あくまで金属製のフックにかけたり単純な動きのみに限定されていました。しかしLUKEは義肢を装着している人が柔らかいものや硬いものを触れることで感知し、持つ方法を理解するために脳に信号を送っています

LUKE

LUKEは15年ほど研究開発されているとのこと。アームは金属のモーターと皮膚を再現する透明なシリコンを主に構成されていて、電池が動力となりコンピューターに繋がれます。チームが発明した電極アレイは腕の切断部から神経に埋め込まれ、コンピューターに接続されます。アレイはもう片方の腕の神経から信号を理解し、コンピューターによって腕が動くように指示するデジタル信号に変換しているそうです。
右手が義手であれば左手の感覚をキャッチし脳を介して右手に伝達、再現することが可能ですね。言葉では簡単に聞こえますが、受け取った信号がどのように送信されるのか非常に重要だったそうで、チームは霊長類の腕から記録されたインパルスを使って、人間がどのように異なる信号パターンを受け取るのか試行錯誤の末、近似モデルを作成しその後LUKEシステムに実装されたようです。

現在は、LUKEが携帯可能で、コンピューターに繋げる必要が無いバージョンを開発しているようですね。すべてがワイヤレスになれば義肢の方の生活を大幅に変えることでしょう。

もっと詳しく知りたい方は出典から、論文の入手方法や電極アレイに関してもより詳しく載っています。

source:ユタ大学

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