Sarah de Lagarde, 44 anni, è diventata una delle prime persone al mondo a ricevere un braccio bionico supportato dall'intelligenza artificiale.
Nel settembre del 2022, Sarah è scivolata su una banchina bagnata dalla pioggia della metropolitana di Londra, cadendo sotto un treno in movimento. Nonostante l'intervento medico, non è stato possibile salvarle il braccio e la gamba.
Un braccio bionico dotato di intelligenza artificiale progettato da un'azienda britannica Covvi le ha permesso di ottenere una gamma di movimenti quasi naturale nel braccio, che alla fine si estenderà alle dita.
Si descrive come "80% umana e 20% robot" e si unisce a una manciata di persone in tutto il mondo che hanno riacquistato un certo livello di movimento naturale nei loro arti feriti grazie a protesi avanzate.
Il Servizio Sanitario Nazionale (NHS) fornì alla de Lagarde una protesi di gamba, ma un braccio non era facilmente disponibile. La signora si è informata sulle opzioni private, ma i costi hanno superato le 300.000 sterline.
De Lagarde ha avviato una campagna di raccolta fondi e la risposta è stata travolgente. Pensavo che avremmo raccolto 10.000 sterline, ma il denaro ha iniziato a piovere" e alla fine ha ricevuto abbastanza denaro per rivolgersi a Covvi, un'azienda di protesi leader nel settore e specializzata in arti superiori.
Come funziona?
Quando una persona perde un arto, le terminazioni nervose sane rimangono nel moncone danneggiato.
Queste terminazioni nervose generano segnali mioelettrici nei muscoli, che possono essere captati da elettrodi e convertiti in segnali elettrici artificiali trasmessi ai motori dell'arto artificiale.
Nel mezzo, l'elaborazione algoritmica traduce i segnali mioelettrici in azioni fisiche. Quando la de Lagarde pensa di eseguire un movimento specifico, i movimenti muscolari del gomito vengono rilevati e convertiti in azioni dal software di intelligenza artificiale incorporato nell'arto protesico.
A sua volta, il braccio e la mano bionici sono in grado di eseguire i movimenti desiderati e, col tempo, il sistema di intelligenza artificiale affina i movimenti per migliorarne la precisione.
"Ci sono due lati dell'IA. Una è potenzialmente molto spaventosa, ma dall'altra, scusate il gioco di parole, può restituirmi un pezzo della mia vita", ha dichiarato l'autrice, un punto pertinente nel dibattito sui rischi dannosi dell'IA per l'umanità.
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L'intelligenza artificiale sta alimentando la prossima generazione di protesi avanzate e di interfacce cervello-macchina, tra cui un dispositivo che permette a un uomo paralizzato di muovere nuovamente le gambe.
Gert-Jan Oskam si è rotto il collo nel 2011, subendo una paralisi completa nella parte inferiore del corpo. Un dispositivo AI collegato al suo cervello passa segnali elettrici attraverso la parte lesa della colonna vertebrale per stimolare i muscoli delle gambe.
Un altro esperimento recente ha coinvolto la combinazione di impianti cerebrali con l'apprendimento automatico per ricollegare parti danneggiate del cervello e del midollo spinale e consentire a un uomo paralizzato di riacquistare alcuni movimenti e sensazioni negli arti.
Nel caso della de Lagarde, l'uso del braccio bionico risulterà sempre più naturale con la pratica, rispondendo ai piccoli contraccolpi muscolari rilevati dai sensori per consentirle di tenere in mano un uovo o raccogliere una moneta.
Prima dell'applicazione del dispositivo, Sarah si è sottoposta a un rigoroso addestramento per mettere a punto e ottimizzare la funzionalità del suo nuovo arto, imparando anche a flettere il braccio e a ruotare il polso.
In che modo l'intelligenza artificiale facilita gli arti artificiali bionici?
Le protesi motorizzate avanzate che rispondono all'attività elettrica dell'arto leso hanno più di dieci anni, ma l'apprendimento automatico (ML) ha accelerato enormemente le loro prestazioni.
Ecco come funziona:
- Rilevamento del movimento muscolare: L'arto protesico è dotato di elettrodi che captano deboli segnali elettrici originati dai movimenti muscolari dell'arto leso dell'utente quando pensa di eseguire un'azione. Questi segnali muscolari rilevati e amplificati vengono trasmessi a un mini-computer incorporato nell'arto protesico.
- Interpretazione del segnale: Un mini-computer montato sull'arto o sul corpo esegue un algoritmo di apprendimento automatico per interpretare i segnali ricevuti, decodificando l'azione prevista dall'utente sulla base di questi impulsi elettrici. Le tecniche di ML sono in grado di riconoscere e classificare con precisione gli schemi dei segnali elettrici in modo sufficientemente dettagliato da consentire un movimento avanzato.
- Esecuzione dell'azione: I segnali interpretati vengono trasformati in comandi che controllano i motori dell'arto protesico, facendo sì che la mano e il braccio eseguano l'azione desiderata. L'azione può andare dal sollevamento di un oggetto alla rotazione del polso o all'apertura della mano.
- Ottimizzazione continua: Il software AI impara ad anticipare i movimenti più comuni dell'utente, rendendo il processo più efficiente e fluido nel tempo.
Gli arti protesici potranno garantire la capacità di sentire, oltre a facilitare azioni complesse come afferrare e manipolare piccoli oggetti.
L'intelligenza artificiale è diventata parte integrante del processo di colmare il divario tra tecnologia e sistema nervoso, aprendo un mondo di opportunità per la riabilitazione medica.
Col tempo, i sistemi tecnologici e biologici diventeranno probabilmente quasi del tutto omogenei, comunicando in modo naturale.
