Должно быть, у вас бывали времена, когда двух рук было недостаточно, и вам хотелось иметь третью руку. Ученые обнаружили, что третьей рукой робота на самом деле можно очень легко управлять с помощью движений мышц диафрагмы. Исследование проводилось в Институте EPFL в Швейцарии группой под руководством профессора Сильвестро Мицеры. Исследование является частью крупного проекта «третьего подразделения» Швейцарского национального центра исследовательской компетенции.
Для проведения этого исследования мы создали устройство, в котором пользователи сидят, хватаясь за ручки двух рук в стиле экзоскелета, и носят ремень, оснащенный датчиками для обнаружения движений их графиков. Они также носили гарнитуру виртуальной реальности, через которую наблюдали за виртуальной средой.
Перемещая руку экзоскелета, пользователи могут выполнять задачи с помощью виртуальной версии своей реальной руки в мире виртуальной реальности. Кроме того, перемещая диафрагму определенным образом, пользователи могут управлять виртуальной третьей рукой. Третья рука расположена между виртуальными левой и правой руками и выполнена в виде симметричной шестипалой руки — с большими пальцами с каждой стороны — так, чтобы она не воспринималась как принадлежащая той или иной стороне.
В ходе 150 тестов с участием 61 добровольца выяснилось, что большинство людей легко освоят эту установку. Важно отметить, что испытуемые могли контролировать свою левую и правую руки, одновременно управляя третьей рукой – что-то вроде того, как одновременно похлопывать себя по голове и потирать живот.
Управляя третьей рукой, участники также могли участвовать в разговоре и отводить взгляд от задачи.
На последующих этапах исследования добровольцам привязывали к груди физическую роботизированную руку. Устройство на самом деле представляет собой просто стержень, который выдвигается из основания и выходит из него, но пользователь все равно может перемещать его так, чтобы его «рука» зависала над заданным целевым кругом, как указано.
Тем не менее, это исследование не направлено конкретно на разработку практической третьей роботизированной руки.
«Основной мотивацией для этого контроля третьей рукой является понимание нервной системы», — сказал Мисела. «Если вы заставите мозг сделать что-то совершенно новое, вы сможете узнать, способен ли мозг на это и можно ли облегчить это обучение. Затем мы можем использовать эти знания для разработки вспомогательных устройств для людей с ограниченными возможностями или программ реабилитации после инсульта, например».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Science Robotics. Вы можете увидеть виртуальную и физическую третью руку в действии на видео ниже.