Penggunaan “Jempol Ketiga” Robotik Dapat Mengubah Cara Tangan Diwakili di Otak

Desainer Dani Clode dengan perangkat “Thumb Ketiga” miliknya. Kredit: Dani Clode

Menggunakan robot “Thumb Ketiga” dapat mempengaruhi bagaimana tangan direpresentasikan di otak, demikian temuan sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti di University College London.

Tim melatih orang untuk menggunakan ibu jari yang lebih robotik dan menemukan bahwa mereka dapat secara efektif melakukan aktivitas tangan kanan, seperti membangun menara balok, dengan satu tangan (sekarang dengan dua ibu jari). Para peneliti melaporkan di jurnal Robotika Ilmiah bahwa peserta yang dilatih untuk menggunakan ibu jari merasa lebih sebagai bagian dari tubuh mereka.

Desainer Dani Clode telah mulai mengembangkan perangkat, yang disebut Jempol Ketiga, sebagai bagian dari proyek pascasarjana pemenang penghargaan di Royal College of Art, berusaha untuk menggantikan cara prostesis dilihat, dari mengganti fungsi yang hilang, menjadi perpanjangan dari tubuh manusia. Dia kemudian diundang untuk bergabung dengan tim ahli saraf Profesor Tamar Makin di UCL yang menyelidiki bagaimana otak dapat beradaptasi dengan peningkatan dalam tubuh.

Profesor Makin (Institut Ilmu Saraf Kognitif UCL), penulis utama studi tersebut, mengatakan: “Pembesaran tubuh adalah bidang yang sedang berkembang yang bertujuan untuk memperluas kemampuan fisik kita, namun kita tidak memiliki pemahaman yang jelas tentang adaptasi otak kita terhadap hal ini. yang menggunakan Jempol Ketiga Dani yang dirancang dengan cerdas, kami berusaha menjawab pertanyaan kunci seputar apakah otak manusia dapat mendukung bagian tubuh ekstra, dan bagaimana teknologi dapat memengaruhi otak kami. ”

Jempol Ketiga Sedang Digunakan

Perangkat “Thumb Ketiga” yang digunakan untuk meniup gelembung dengan sendirinya. Kredit: Dani Clode

Jempol Ketiga dicetak dalam 3D, yang memfasilitasi penyesuaian, dan dikenakan di sisi tangan yang berlawanan dengan jempol pengguna saat ini, di samping jari kelingking (merah muda). Pemakainya mengontrolnya dengan sensor tekanan yang dipasang di kakinya, di bagian bawah jempol kakinya. Terhubung secara nirkabel ke Jempol, kedua sensor jari kaki memantau berbagai gerakan Jempol yang segera merespons perubahan tekanan halus dari pemakainya.

Untuk penelitian ini, 20 peserta dilatih untuk menggunakan Jempol selama lima hari, selama waktu itu mereka juga didorong untuk membawa pulang Jempol setiap hari setelah pelatihan untuk digunakan dalam skenario kehidupan sehari-hari, dengan total dua hingga enam jam latihan. Pakai per hari. . Peserta tersebut dibandingkan dengan kelompok peserta tambahan di kontrol 10 yang memakai versi jempol statis saat menyelesaikan pelatihan yang sama.

Selama sesi laboratorium harian, peserta dilatih untuk menggunakan Jempol dengan berfokus pada keterampilan yang akan membantu meningkatkan kerja sama antara tangan mereka dan Jempol, seperti mengambil beberapa bola atau gelas anggur dengan satu tangan. Mereka mempelajari dasar-dasar penggunaan Jempol dengan sangat cepat, sementara pelatihan memungkinkan mereka untuk berhasil meningkatkan kontrol motorik, ketangkasan, dan koordinasi jempol tangan. Peserta juga dapat menggunakan Jempol saat terganggu – membangun menara dari balok kayu saat mengerjakan soal matematika – atau saat mata tertutup.

Tugas Pelatihan Ibu Jari Ketiga

Gunakan “Jempol Ketiga” untuk menyelesaikan salah satu tugas pelatihan, memegang lebih banyak bola dengan satu tangan. Kredit: Dani Clode

Desainer Dani Clode (UCL Institute of Cognitive Neuroscience dan Dani Clode Design), yang merupakan bagian dari tim peneliti inti, mengatakan: “Studi kami menunjukkan bahwa orang dapat dengan cepat belajar mengontrol perangkat tambahan dan menggunakannya untuk keuntungannya, tanpa berlebihan- berpikir. Kami telah melihat bahwa saat menggunakan Jempol Ketiga, orang-orang telah mengubah gerakan tangan alami mereka, dan mereka bahkan mengatakan bahwa jempol robotik terasa menjadi bagian dari tubuh mereka sendiri. “

Penulis pertama studi tersebut, Paulina Kieliba (UCL Institute of Cognitive Neuroscience) berkata: “Meningkatkan tubuh suatu hari nanti bisa berharga bagi masyarakat dalam banyak hal, seperti membiarkan seorang ahli bedah lewat tanpa asisten, atau pekerja pabrik bekerja lebih efektif Garis pekerjaan ini dapat merevolusi konsep prostesis, dan dapat membantu seseorang yang secara permanen atau sementara hanya dapat menggunakan satu tangan, untuk melakukan segala sesuatu dengan tangan itu. Tetapi untuk mencapainya, kita harus terus mengeksplorasi pertanyaan yang kompleks dan interdisipliner tentang bagaimana caranya. perangkat ini berinteraksi dengan otak kita. “

Sebelum dan sesudah pelatihan, peneliti memindai otak peserta menggunakan fMRI, sementara peserta menggerakkan jari secara individual (mereka tidak memakai jempol saat berada di atas pemindai). Para peneliti menemukan perubahan yang halus namun signifikan dalam bagaimana tangan yang telah ditambah dengan Jempol Ketiga (tetapi bukan tangan yang lain) terwakili di korteks sensorimotor otak. Di otak kita, setiap jari diwakili secara berbeda dari yang lain; Di antara peserta studi, pola aktivitas otak yang berhubungan dengan masing-masing jari menjadi lebih mirip (kurang berbeda).

Satu minggu kemudian, beberapa peserta dipindai lagi, dan perubahan di area tangan di otak berkurang, menunjukkan bahwa perubahan tersebut mungkin tidak berlangsung lama, meskipun diperlukan lebih banyak penelitian untuk mengonfirmasi hal ini.

Paulina Kieliba berkata: “Studi kami adalah yang pertama menyelidiki penggunaan perangkat augmentasi di luar laboratorium. Ini adalah studi augmentasi pertama yang dilakukan selama beberapa hari pelatihan yang diperpanjang, dan yang pertama memiliki kelompok. Keberhasilan studi kami menunjukkan nilai ahli saraf yang bekerja sama dengan desainer dan insinyur, untuk memastikan bahwa perangkat augmentasi memaksimalkan kemampuan otak kita untuk belajar dan beradaptasi, sekaligus memastikan bahwa perangkat augmentasi dapat digunakan dengan aman. ”

Profesor Makin menambahkan: “Evolusi belum mempersiapkan kita untuk menggunakan bagian tubuh tambahan, dan kami telah menemukan bahwa untuk mengembangkan kemampuan kita dengan cara yang baru dan tidak terduga, otak perlu beradaptasi dengan representasi tubuh. Biologis”.

Referensi: “Augmentasi robotik pada tangan menyebabkan perubahan dalam representasi tubuh saraf” oleh Paulina Kieliba, Danielle Clode, Roni O. Maimon-Mor dan Tamar R. Makin, 19 Mei 2021, Science Robotics.
DOI: 10.1126 / scirobotics.abd7935

Para peneliti, berdasarkan UCL dan u Universitas Oxford, didukung oleh Dewan Riset Eropa, Wellcome, dan Sir Halley Stewart Charitable Trust.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.