Od percepcji do działania
Zorientowany na zadanie interes społeczności użytkowników stanowił silną motywację do badań nad tą innowacyjną protezą ręki. Pacjenci często wyrażają potrzebę zastąpienia brakującej kończyny funkcjonalną zastępczą ręką, która umożliwi im samodzielne wykonywanie codziennych czynności. Cybernetyczna ręka jest z definicji połączona za pomocą interfejsów nerwowych z człowiekiem, co umożliwia wykorzystanie czuciowo-motorycznych mechanizmów koordynacji do sterowania siłą uchwytu. Ponieważ urządzenie nie naśladuje po prostu ludzkiego układu mięśniowo-szkieletowego, sygnały nerwowe, które docierały do mięśni oryginalnej ręki są interpretowane w celu ich skorelowania z ruchami stawów. Podczas gdy ostatecznym celem było połączenie protezy CyberHand z interfejsami nerwowymi wszczepionymi w nerwach peryferyjnych, jej modułowa budowa pozwala na wykorzystanie oraz, co ważniejsze, ocenę różnych interfejsów nerwowych. Badania prowadzone w Instytucie Technik Biomedycznych im. Fraunhofera ukierunkowane były na opracowanie wszczepialnego systemu telemetrycznego do rejestrowania sygnałów elektroneurograficznych i pobudzania nerwów peryferyjnych. System czujnikowy protezy CyberHand obejmował czujniki, których zadaniem była funkcjonalna emulacja działania receptorów dotyku w skórze człowieka i wytwarzanie informacji dotyczącej interakcji między ręką a chwytanym obiektem. Biologiczne czujniki dotyku reprezentują fizyczne właściwości środowiska w kontakcie ze skórą i można je znaleźć w kilku odrębnych strukturach w skórze człowieka. Odpowiedzi neuronów czuciowych na pobudzenie mechaniczne, takie jak dotyk oraz ściskanie tkanki, zostały zbadane za pomocą stymulatora pneumatycznego. Czujnik ultradźwiękowy wbudowany w końcówkę stymulującą dostarczył istotnych informacji na temat kontaktu. Modułowa budowa protezy CyberHand sprawia, że względnie proste jest wykorzystanie jej zaawansowanych technologii i testowanie hipotez badawczych dotyczących funkcjonalnej roli czujników biologicznych w zadaniach manipulacyjnych. Niewątpliwie w przyszłości można się spodziewać wdrożenia tablicy elastycznych czujników, złożonych jako zewnętrzna „skóra” i wykazujących podobne właściwości mechaniczne co skóra naturalna.