Sarah de Lagarde, 44, har blivit en av de första i världen att få en bionisk arm med AI-stöd.
I september 2022 halkade Sarah på en regnblöt perrong i Londons tunnelbana och hamnade under ett tåg i rörelse. Trots läkarinsatser kunde hennes arm och ben inte räddas.
En AI-driven bionisk arm konstruerad av ett brittiskt företag Covvi har gett henne ett nästan naturligt rörelseomfång i armen, som så småningom kommer att utökas till fingrarna.
Hon beskriver sig själv som "80% människa och 20% robot" och sällar sig till en handfull individer världen över som har återfått en viss grad av naturlig rörelse i sina skadade lemmar tack vare avancerade proteser.
National Health Service (NHS) försåg de Lagarde med en benprotes, men en arm var inte lättillgänglig. Hon undersökte privata alternativ, men kostnaderna sköt i höjden och översteg 300 000 pund.
De Lagarde inledde en insamlingskampanj och gensvaret var överväldigande. Hon sa: "Jag trodde att vi skulle få ihop 10 000 pund, men pengarna började strömma in", och till slut hade hon fått ihop tillräckligt med pengar för att kontakta Covvi, ett branschledande protesföretag som specialiserar sig på överkroppsdelar.
Hur fungerar det?
När någon förlorar en extremitet finns friska nervändar kvar i den skadade stumpen.
Dessa nervändar genererar myoelektriska signaler i musklerna, som kan fångas upp av elektroder och omvandlas till artificiella elektriska signaler som skickas till motorerna i den konstgjorda extremiteten.
Däremellan översätter algoritmisk bearbetning myoelektriska signaler till fysiska åtgärder. När de Lagarde tänker på att utföra en viss rörelse registreras muskelrörelserna i hennes armbåge och omvandlas till åtgärder av AI-programvara som är inbäddad i protesen.
I sin tur kan den bioniska armen och handen utföra den rörelse hon önskar, och med tiden förfinar AI-systemet rörelserna för att förbättra precisionen.
"Det finns två sidor av AI. Den ena är potentiellt ganska skrämmande, men å andra sidan, ursäkta ordvitsen, kan den ge mig en bit av mitt liv tillbaka", sa hon - en relevant poäng mitt i diskussionerna om AI:s skadliga risker för mänskligheten.
Visa detta inlägg på Instagram
AI driver nästa generation av avancerade proteser och gränssnitt mellan hjärna och maskin, inklusive en enhet som gör det möjligt för en förlamad man att röra sina ben igen.
Gert-Jan Oskam bröt nacken 2011 och drabbades av total förlamning i underkroppen. En AI-enhet kopplad till hans hjärna skickar elektriska signaler över den skadade delen av ryggraden för att stimulera benmusklerna.
En annan nyligen genomfört experiment innebar att hjärnimplantat kombinerades med maskininlärning för att återkoppla skadade delar av hjärnan och ryggmärgen så att en förlamad man kunde återfå viss rörelse och känsel i sina lemmar.
I de Lagardes fall kommer det att kännas alltmer naturligt att använda den bioniska armen med övning, och den kommer att reagera på små muskelryckningar som registreras av sensorer och ge henne möjlighet att hålla i ett ägg eller plocka upp ett mynt.
Innan anordningen monterades genomgick Sarah en rigorös träning för att ställa in och optimera funktionaliteten i sin nya lem, bland annat genom att lära sig att böja armen och rotera handleden.
Hur kan AI underlätta bioniska proteser?
Avancerade motoriserade proteser som reagerar på elektrisk aktivitet i den skadade extremiteten är över ett decennium gamla, men maskininlärning (ML) har kraftigt påskyndat deras prestanda.
Så här fungerar det:
- Detektering av muskelrörelser: Protesen är utrustad med elektroder som fångar upp svaga elektriska signaler som härrör från muskelrörelser i användarens skadade lem när denne tänker på att utföra en handling. Dessa detekterade och förstärkta muskelsignaler överförs till en minidator som är inbyggd i protesen.
- Tolkning av signaler: En minidator som är monterad på lemmen eller kroppen kör en maskininlärningsalgoritm för att tolka de mottagna signalerna och avkoda användarens avsedda handling baserat på dessa elektriska impulser. ML-tekniker kan exakt känna igen och klassificera mönstren för elektriska signaler i tillräcklig detalj för att möjliggöra avancerad rörelse.
- Utförande av åtgärder: De tolkade signalerna omvandlas till kommandon som styr protesens motorer, vilket får handen och armen att utföra önskad åtgärd. Det kan handla om allt från att lyfta ett föremål till att rotera handleden eller öppna handen.
- Kontinuerlig optimering: AI-programvaran lär sig att förutse användarens vanligaste rörelser, vilket gör processen mer effektiv och smidig med tiden.
Proteser kommer så småningom att ge förmågan att känna och dessutom underlätta komplexa handlingar som att greppa och manipulera små föremål.
AI har blivit en integrerad del av processen för att överbrygga klyftan mellan teknik och nervsystem, vilket öppnar en värld av möjligheter för medicinsk rehabilitering.
Med tiden kommer tekniska och biologiska system sannolikt att bli nästan helt homogena och kommunicera på ett naturligt sätt.
