Từ hai nghiên cứu đột phá gần đây, các nhà khoa học đã giải mã được những tín hiệu phức tạp mà bộ não dùng để kiểm soát các cử động, cũng như biết cách gửi các thông điệp trực tiếp từ não đến một cánh tay cơ khí. Những phát hiện này sẽ sớm cho phép một người kiểm soát cử động của chi giả theo cùng cách cử động cánh tay hay bàn tay bình thường.
Nghiên cứu này được điều phối bởi Trung tâm Khám phá y tế Aikenhead thuộc bệnh viện St Vincent.
Các nhà nghiên cứu hiện đang tập trung vào việc cải tiến và đảo ngược quá trình ra tín hiệu, để tín hiệu được truyền từ cánh tay robot về não. Điều này sẽ tạo ra cảm giác tương tự như cánh tay thật.
Nguyên mẫu cánh tay robot của Đại học Melbourne sẽ được thử nghiệm trong năm nay, sau khi giáo sư Mark Cook, nhà thần kinh học của viện St Vincent giải mã các tín hiệu não để dùng chúng cho cỗ máy công nghệ cao này. Sau khi ghi lại hoạt động của não khi cơ thể cử động, mô hình toán học phức tạp sẽ xác định kết hợp các tín hiệu cần cho mỗi cử động chi.
“Chúng tôi có thể hiểu được suy nghĩ trong đầu và biến chúng thành cử động cơ học. Bạn có thể nghe thấy âm thanh của hoạt động điện và phát hiện ra chi nào cũng như phần nào của chi sẽ cử động” – giáo sư Cook cho biết.
Trong một phát hiện đột phá hơn, sự hợp tác của các nhà khoa học giữa Bệnh viện St Vincent, Đại học Melbourne và Đại học Wollongong đã phát triển các khối cơ có thể được in 3D vào chip siêu nhỏ để giúp các mô của một chi giao tiếp với các điện cực. Sự giao tiếp này sẽ cho phép các thông điệp “cử động” được truyền thẳng từ não tới phần chi bằng máy.
Cùng việc giải mã tín hiệu não và việc phát triển cánh tay robot thế hệ tiếp theo của Đại học Melbourne, nhà nghiên cứu, giáo sư Rob Kapsa cho biết tương lai tạo ra cánh tay robot có chức năng toàn diện là hoàn toàn có thể.
“Chúng tôi đang tạo ra con chip có khả năng kết nối cử động sinh học và cơ học qua các tín hiệu điện để tạo ý thức về cảm giác trong não. Chúng tôi có thể kết nối các dây thần kinh và các khối cơ trên con chip và đọc các tín hiệu. Và chúng tôi đã tạo ra một dung dịch tạo kết nối thần kinh-cơ, hỗ trợ cho liên kết giữa cử động cơ và cứ động cơ khí” – ông Kapsa cho hay.
Chi tiết đầy đủ về phát hiện cơ-thần kinh này là tuyệt mật. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ sớm tiến hành các thử nghiệm để xem xét các kết nối từ tế bào chuột được nâng cấp và cấy lại vào cơ thể chuột đẻ xác định các dây thần kinh kết nối hiệu quả với con chip như thế nào. Các kỹ sư của Đại học Melbourne cũng hy vọng sẽ tạo ra được một nguyên mẫu cánh tay robot trong vòng 12 tháng.
Hiện các nhà khoa học đang thử nghiệm nhiều công nghệ điện cực trên cánh tay và bàn tay giả hiện có trên thị trường. Nhưng mục đích cuối cùng của họ là tạo ra “phản hồi cảm giác” cho người dùng các bộ phận chi giả – một trong những thách thức lớn nhất của dự án. Theo phó giáo sư Denny Oetomo, kỹ sư robot thuộc Đại học Melbourne, phản hồi đó sẽ là chiếc “chén thánh” của việc tái tạo lại chi bị mất ở người. Nhóm kỹ sư do ông dẫn đầu đang thử nghiệm nhiều phương pháp tạo phản hồi cảm giác.
“Hiện giờ bạn chỉ có thể biết phản hồi bằng cách nhìn (vào tay giả). Bạn không biết mình đang cầm nắm cái gì, hay nắm chặt như thế nào” – ông Oetomo chia sẻ.
