A coordenação motora fina é uma competência essencial que desenvolvemos na infância. Esta capacidade permite-nos realizar movimentos precisos e coordenados com os pequenos músculos das mãos e dos dedos, cruciais para atividades quotidianas como escrever, abotoar a roupa ou comer. No entanto, para quem utiliza próteses, mesmo as mais avançadas com tecnologia robótica, dominar estes movimentos pode ser um verdadeiro desafio.
Investigadores da Universidade de Utah deram um passo em frente nesta área ao integrar a inteligência artificial (IA) e as redes neuronais para melhorar a funcionalidade das próteses. O seu objetivo é equipar os utilizadores destes dispositivos com as competências necessárias para manipular objetos naturalmente.
Avanços em Próteses Biónicas
Segundo Marshall Trout, investigador de renome do Laboratório de NeuroRobótica de Utah, embora os braços biónicos tenham apresentado melhorias na sua aparência, controlá-los continua a ser complicado. De facto, quase 50% dos utilizadores optam por abandonar as suas próteses devido à falta de controlo intuitivo. O principal desafio reside no facto de muitas próteses disponíveis comercialmente não conseguirem replicar a sensação do tato, limitando significativamente a capacidade dos utilizadores de agarrarem eficazmente os objetos.
Uma investigação da Universidade de Utah propõe uma solução inovadora: sensores de pressão e proximidade foram incorporados numa mão biónica. Estes avanços permitem que uma rede neural seja treinada para executar movimentos de preensão de forma mais natural e autónoma, ultrapassando as limitações dos dispositivos tradicionais.
Esta nova mão protética inclui pontas dos dedos que detetam a pressão e a proximidade adequadas dos objetos, facilitando uma experiência tátil que permite aos utilizadores discernir características como o volume ou a massa de um objeto, por exemplo, uma bola de algodão.
A Ligação Cérebro-Máquina
O controlo preciso dos movimentos é vital e depende de modelos mentais. Para melhorar esta ligação, os investigadores treinaram um modelo de rede neural artificial que permite que os dedos se movam com precisão para agarrar objetos, atendendo assim a uma necessidade fundamental: adaptar-se a situações mais complexas sem que o utilizador tenha de pensar em cada ação.
Jacob A. George, professor de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, afirma que a colaboração entre o utilizador e a IA é essencial. “A máquina deve melhorar a precisão do utilizador, facilitando as tarefas”, explica George.
A investigação foi testada com vários indivíduos, tanto com membros intactos como amputados, em situações do quotidiano, como segurar objetos frágeis e beber de um copo.
A Complexidade da Adaptação
Tamar Makin, professora de neurociência cognitiva na Universidade de Cambridge, investigou a forma como a mente intervém no uso de próteses. Através de exames cerebrais, ela descobriu que estes dispositivos não são percebidos pelo cérebro como mãos, mas como ferramentas, o que gera uma “assinatura neural única” para a adaptação a novas condições.
Em colaboração com Dani Clode, especialista em neuroplasticidade, estão a trabalhar em protótipos de próteses que incorporam sistemas motores e sensores, com designs inovadores orientados para a otimização da funcionalidade.
Com estes avanços, o futuro das próteses parece promissor, pois abrem-se novas possibilidades para melhorar a qualidade de vida das pessoas com amputações. A integração da inteligência artificial e do conhecimento sobre a plasticidade cerebral são elementos-chave nesta entusiasmante evolução tecnológica.
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