대부분의 사람들은 우리의 촉각이 우리 주변의 세계를 탐색하는 데 얼마나 도움이 되는지 과소 평가할 것이다. 새로운 연구 결과에 따르면 사용자가 작업을 완료하는 데 걸리는 시간을 절반으로 줄일 수 있다고 느낄 수 있는 로봇 팔이 명확해졌다.

최근 몇 년 동안 로봇공학과 신경 인터페이스의 급속한 발전으로 생체 공학적 사지(예: 스타워즈 영화에서 Luke Skywalker가 뽐낸 것과 같은)의 꿈이 닿을 수 있는 거리에 가져왔다. 2019년에 연구자들은 사용자가 생각만으로 제어할 수 있는 촉감이 있는 로봇 인공 팔도 공개했다.

그러나 지금까지 이러한 장치는 일반적으로 환자의 나머지 상완에 있는 신경과 근육에 연결하는 데 의존해 왔다. 즉, 마비되었거나 부상으로 조직에 너무 많은 손상을 입힌 사람들에게는 장치가 작동하지 않는다.

하지만 곧 바뀔 수 있다. 연구진은 처음으로 환자가 뇌에 직접 연결하여 로봇 팔을 제어하는 ​​동시에 장치에서 감각 정보를 수신할 수 있도록 허용했다. 그리고 루프를 닫음으로써 환자는 피드백 없이 팔을 제어하는 ​​것에 비해 절반의 시간에 작업을 완료할 수 있었다.

6년 동안 피츠버그 대학의 연구원들과 함께 일해온 환자 네이선 코플랜드(Nathan Copeland)는“제어가 너무 직관적이어서 기본적으로 내 팔을 움직이는 것처럼 생각하고 있다”고 말했다.

Science에보고 된 결과는 코플랜드(Copeland)의 체성 감각 피질에 임플란트를 사용하여 척수 손상으로 인해 감각과 통제력을 상실 했음에도 불구하고 손 부위에 국한된 감각을 유발할 수 있다는 동일한 팀의 이전 연구를 기반으로 한다.

28세의 그는 이전에 자신의 운동 피질에 연결된 신경 인터페이스를 사용하여 외부 로봇 팔을 제어했지만, 최근 실험에서 연구원들은 두 가닥의 연구를 결합하여 인상적인 결과를 얻었다.

다양한 모양과 크기의 물체를 이동하고 한 컵에서 다른 컵으로 붓는 것을 포함하여 손재주를 테스트하기 위해 설계된 일련의 작업에서 코플랜드(Copeland)는 이러한 작업을 완료하는 데 걸리는 시간을 중앙값 20초에서 단 10초로 줄일 수 있었다. 그의 연기는 종종 유능한 사람의 연기와 동등했다.

코플랜드(Copeland)가 팔에서 받는 감각 정보는 여전히 초보적이다. 센서는 로봇 손가락 기저부의 관절에서 토크를 측정한 다음 전기 신호로 변환되어 뇌로 전달된다. 그는 피드백이 자연스럽지 않고 압박감이나 부드러운 따끔거림과 비슷하다고 보고했다.

그러나 그것은 단순히 손의 움직임을 보고 택시를 수집하는 것보다 훨씬 더 많은 정보이다. 그리고 이 접근 방식은 피부 패치를 자극하거나 환자가 촉각 감각과 연관되는 방법을 배워야하는 시각 또는 청각 적 단서를 제공하는 감각 대체를 기반으로 하는 다른 대중적인 접근 방식과 달리 거의 훈련이 필요하지 않았다.

"우리는 감각을 보다 현실적으로 만들고 이 기술을 사람들의 집에 가져오는 측면에서 아직 갈 길이 멀지만, 뇌에 대한 정상적인 입력을 재현하는 데 가까울수록 우리는 더 나아질 것이다."고 이 논문의 공동 저자인 Robert Gaunt은 보도 자료에서 말했다. "제한적이고 불완전한 감각조차 회복될 때, 그 사람의 수행 능력은 상당히 크게 향상되었다."

외부 로봇 팔은 적절하게 통합된 보철물에서 여전히 먼 길이며 필요한 모든 기술을 더 휴대 가능한 패키지로 압축하려면 상당한 작업이 필요할 것이다. 그러나 Case Western Reserve University의 신경 엔지니어인 Bolu Ajiboye는 사실적인 감각 신호를 뇌, 특히 실시간으로 전달되는 신호에 직접 제공하는 것은 상당한 발전이라고 말했다.

Science의 관련 관점에서 Imperial College London의 Aldo Faisal은 촉각의 통합이 보철의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 환자에게 대체 사지에 대한 더 큰 소유권을 줄 수 있다고 말했다.

그는 이 돌파구는 또한 유사한 접근 방식이 로봇공학을 발전시키는 데 도움이 될 수 있는지 또는 비 생물학적 센서로 인간의 인식을 증가시키는 데 사용될 수 있는지를 포함하여 흥미로운 과학적 탐구의 호스트를 열었다고 덧붙였다.