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De amputado a Cyborg: la mano artificial que se controla con la mente

Se trata de una mano neuroprotésica portátil basada en el aprendizaje profundo.
Se trata de una mano neuroprotésica portátil basada en el aprendizaje profundo.
Jules Anh Tuan Nguyen

Parece que la idea de convertirnos en cyborgs no está tan lejos como pensábamos, sino que se lo digan a la mano de Luke Skywalker, porque por mucha ficción que parezca, esta prótesis robótica es real y cien por cien funcional. Recientemente investigadores de la Universidad de Minnesota han publicado un estudio en Arvix sobre la creación de una mano neuroprotésica que no solo obedece a las órdenes de los pensamientos con una precisión absoluta, sino que además es capaz de simular la sensación del tacto de la mano y hacérsela llegar al cerebro. 

Los decodificadores neuronales basados en el aprendizaje profundo han surgido como el enfoque destacado para permitir un control diestro e intuitivo de las manos neuroprotésicas. Pocos estudios han materializado el uso del aprendizaje profundo en entornos clínicos debido a sus altos requisitos computacionales, sin embargo, parece que los avances recientes de los dispositivos de computación de borde brindan el potencial para aliviar este problema. 

El líder del equipo de desarrollo, el doctor Ann Tuan Nguyen afirma que "esta mano robótica puede transmitir el sentido del tacto usando estimulación eléctrica por la misma interfaz nerviosa Scorpius, que tiene tanto receptores neuronales como estimuladores”.

Cómo funciona esta mano robótica

Los investigadores utilizaron modelos de inteligencia artificial basados en las redes neuronales actuales (RNN) para leer y decodificar con precisión la intención del amputado (Shawn) de mover los dedos individuales de las actividades de los nervios periféricos. Los modelos de IA se implementan en un NVIDIA Jetson Nano como una unidad portátil e independiente. Con esta interfaz nerviosa el amputado puede controlar una mano con una destreza e intuición reales.  

Por supuesto, aunque no tenga nada que ver con las primeras creaciones, esta prótesis ya representa a la tercera generación de este tipo de reemplazos de extremidades. La segunda generación ofrecía movimientos básicos utilizando electrodos superficiales que interpretaban más o menos los impulsos eléctricos del sistema nervioso periférico. 

Obviamente, su funcionalidad no es comparable a la de una mano humana, pero sus ingenieros afirman que es un gran paso adelante hacia la creación de dispositivos cibernéticos que puedan reemplazar perfectamente cualquier extremidad del cuerpo humano.

El decodificador neuronal está implementado en NVIDIA Jetson Nano.
El decodificador neuronal está implementado en NVIDIA Jetson Nano.
Jules Anh Tuan Nguyen

Esta mano utiliza una interfaz con microelectrodos y un procesador de inteligencia artificial NVIDIA al que han llamado Scorpius. Su funcionamiento es el siguiente: una serie de microelectrodos conectados al sistema nervioso periférico recoge los impulsos eléctricos enviados por el cerebro hacia la mano amputada y los transmiten al circuito electrónico, la inteligencia artificial interpreta los impulsos eléctricos usando los datos que ya ha aprendido y provoca que cada dedo se mueva individualmente. 

Pero no solo eso, la mano está equipada con sensores táctiles en las yemas de los dedos que realizan un trabajo de traducción inversa, enviando señales nerviosas a Scorpius el envío de señales para que el cerebro las interprete como el sentido del tacto.

Los resultados demuestran las capacidades del sistema de proporcionar robustez, un 95-99% de precisión a la hora de interpretar las señales y ejecutar los movimientos y control de baja latencia (50-120 ms de velocidad de reacción) de los movimientos individuales de los dedos en varios laboratorios y entornos del mundo real. 

Cada vez más cerca de que los cyborgs sean una realidad

La mano biónica de Luke Skywalker después del enfrentamiento con Vader.
La mano biónica de Luke Skywalker después del enfrentamiento con Vader.
Giphy

Obviamente, el proyecto no es tan realista como lo parecía aquella mano robótica que le implantaron a Luke Skywalker en la película de "El imperio contraataca'"; sin embargo, no parece algo imposible de conseguir de aquí a unos años. Según Nguyen, la conexión al sistema nervioso periférico "es un camino con futuro para conseguir el sueño de simbiosis entre humano y máquina”. 

El investigador también afirma que los implantes neuronales, como los que plantea Elon Musk son demasiado invasivos y peligrosos, pero no se descartan otras alternativas como la que estamos viendo ahora. 

Aun así, es increíble ver cómo está evolucionando el desarrollo de prótesis en dirección opuesta a lo natural. Es decir, cada día dependemos más de la tecnología y empezamos a crear dispositivos que buscan parecerse y simular la impecable maquinaria tan compleja que maneja la naturaleza. A veces, pareciera que realmente estuviéramos jugando a ser dios.

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