← أحدث الأبحاث
📄 الطب

Longevity of continuous prosthetic finger control using implanted electromyographic signals without recalibration

تُظهر هذه الدراسة أن إشارات تخطيط العضلات المزروعة داخل العضلات يمكن أن توفر تحكماً مستمراً ومستقراً وطويل الأمد في أصابع الأطراف الاصطناعية لدى كل من القرد والإنسان دون الحاجة إلى إعادة معايرة وحدة فك التشفير، حيث يتكيف المستخدمون مع أنماط تنشيط العضلات لديهم للحفاظ على الأداء على مدار عدة أشهر.

المؤلفون الأصليون: Olivia G. Lee, Luis H. Cubillos, Hisham Temmar, Dylan M. Wallace, Aren I. Hite, Jesse C. DeMatteo, Joseph T. Costello, Jake J. Joseph, Madison M. Kelberman, Miranda G. Copenhaver, Theodore A. Kung, De
نُشر 2026-10-18
📖 4 دقيقة قراءة☕ قراءة في استراحة قهوة
CC BY 4.0

المؤلفون الأصليون: Olivia G. Lee, Luis H. Cubillos, Hisham Temmar, Dylan M. Wallace, Aren I. Hite, Jesse C. DeMatteo, Joseph T. Costello, Jake J. Joseph, Madison M. Kelberman, Miranda G. Copenhaver, Theodore A. Kung, Deanna H. Gates, Paul S. Cederna, Cynthia A. Chestek

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

بالنسبة لملايين الأشخاص الذين فقدوا ذراعاً، ظل حلم امتلاك يد روبوتية تشعر وتتحرك مثل أيديهم الخاصة طويلاً مرهوناً بواقع محبط: الإشارات التي تخبر اليد بما يجب فعله غالباً ما تكون صاخبة جداً أو عابرة جداً بحيث لا يمكن الاعتماد عليها. تستخدم الأطراف الاصطناعية الأكثر شيوعاً اليوم مستشعرات مثبتة على الجلد للاستماع إلى نشاط العضلات، لكن هذه المستشعرات يمكن أن تنزلق، أو تتأثر بالعرق، أو تفقد الاتصال، مما يضطر المستخدم إلى التوقف المستمر وإعادة معايرة الجهاز. هذا الاحتياج المتكرر للتعديل، مقترناً بصعوبة التقاط الإشارات العميقة والمعقدة اللازمة لتحريك الأصابع بشكل فردي، حال دون تحول الأيدي الروبوتية المتقدمة إلى حل عملي للحياة اليومية. لطالما سعى الباحثون إلى اتصال أكثر استقراراً، اتصال يتجاوز الجلد تماماً ويستمع مباشرة إلى الأعصاب والعضلات داخل الطرف، آملين في إيجاد إشارة تظل ثابتة بما يكفي للتحكم في يد دون الحاجة إلى تعديلات مستمرة.

في دراسة جديدة، اتخذ العلماء خطوة كبيرة نحو ذلك الهدف من خلال إثبات أنه يمكن التحكم في يد روبوتية بشكل مستمر لعدة أشهر دون الحاجة أبداً إلى إعادة المعايرة. تضمنت الدراسة مشاركين مختلفين تماماً: قرد من نوع المكاك ريسوس بذراع سليمة، وامرأة فقدت يدها اليمنى أسفل المرفق. كلاهما خضع لزراعة أقطاب كهربائية دقيقة جراحياً في عمق عضلات الذراع المتبقية لديهما. صُممت هذه الأقطاب للاستماع إلى النبضات الكهربائية التي ترسلها العضلات عند انقباضها، متجاوزة الجلد لالتقاط إشارة أوضح وأكثر مباشرة. علّم الفريق كلاً من القرد والمرأة كيفية التحكم في يد افتراضية على الشاشة، وتحريك مجموعتين منفصلتين من الأصابع — السبابتين في جانب واحد، والوسطى والخاتمة والخنصر في الجانب الآخر — لإصابة أهداف عشوائية تظهر على الشاشة.

قام الباحثون أولاً بتدريب برنامج كمبيوتر لترجمة إشارات العضلات إلى حركات الأصابع. واختبروا نوعين مختلفين من برامج الكمبيوتر: أحدهما استخدم طريقة خطية بسيطة لتخمين الحركة، والآخر استخدم نهجاً أكثر تعقيداً وغير خطي مصمماً لتعلم الأنماط بمرور الوقت. عندما استخدم القرد البرنامج الخطي البسيط، نجح في إصابة الأهداف بمستوى أداء بلغ 63% من أداء يده الطبيعية. أما المشاركة البشرية، باستخدام نفس نوع البرنامج البسيط، فقد حققت 56% من أداء يدها الطبيعية. وبينما ساعد البرنامج الأكثر تعقيداً القرد على الأداء بشكل أفضل، إلا أنه جعل تحكم الإنسان أسوأ، مما يشير إلى أنه بالنسبة لشخص فاقد ليده، قد يكون نظام التحكم الأبسط والأكثر قابلية للتنبؤ أسهل في التعلم والاستخدام.

جاء الجزء الأكثر إثارة في الدراسة بعد ذلك. قام الباحثون بإيقاف القدرة على إعادة تدريب برنامج الكمبيوتر وطلبوا من المشاركين الاستمرار في استخدام نفس الإعدادات التي مُنحت لهم في اليوم الأول تماماً. وراقبوا مدى قدرة القرد والمرأة على أداء المهمة خلال الأشهر التالية. استخدم القرد نفس الإعدادات لمدة 148 يوماً، واستخدمتها المرأة لمدة 283 يوماً. وعلى الرغم من أن إشارات العضلات الخام تغيرت قليلاً من يوم لآخر، لم يظهر أي من المشاركين انخفاضاً ملحوظاً في قدرتهم على التحكم في الأصابع الافتراضية. فقد ظلت معدلات نجاحهم مرتفعة، وكان بإمكانهم لا تزال إصابة الأهداف بنفس السرعة والدقة التي كانت لديهم في اليوم الأول.

لم يكن هذا الاستقرار ناتجاً عن بقاء إشارات العضلات نفسها ثابتة تماماً. في الواقع، عندما نظر الباحثون بدقة في البيانات الخام، وجدوا أن قوة إشارات العضلات تفاوتت بشكل كبير من يوم لآخر. بدلاً من ذلك، جاء الاستقرار من المستخدمين أنفسهم. وجدت الدراسة أن كلاً من القرد والمرأة قاما، بشكل لا شعوري، بتعديل كيفية تنشيط عضلاتهما لتتطابق مع النمط الذي يتوقعه الكمبيوتر. حتى لو تغيرت الإشارات، فقد تعلم المستخدمون تشكيل نشاطهم العضلي ليتناسب مع التعليمات الأصلية، مما مكنهم من التعويض عن الاختلافات اليومية بفعالية. يشير هذا إلى أن سر الحصول على يد اصطناعية موثوقة قد لا يكمن فقط في إيجاد إشارة مثالية وغير متغيرة، بل في الاعتماد على قدرة الدماغ البشري المذهلة على تكييف حركاته الخاصة للعمل مع الأداة التي أُعطيت له.

تقدم هذه النتائج مساراً واعداً لتكنولوجيا الأطراف الاصطناعية. فمن خلال زرع الأقطاب الكهربائية مباشرة في العضلات، تمكن الباحثون من إنشاء اتصال ظل مفيداً لما يقرب من عام دون إجراء عملية معايرة واحدة. ورغم أن الدراسة أجريت في بيئة مضبوطة حيث كان المشاركون يرتدون أسلاكاً تتصل بالكمبيوتر، إلا أن النتائج تشير إلى أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تدعم في النهاية الاستخدام اليومي اللاسلكي. يسلط هذا العمل الضوء على أن جسم الإنسان ليس مجرد مصدر سلبي للإشارات، بل هو شريك نشط في عملية التحكم، قادر على التعلم والتكيف للحفاظ على اتصال ثابت مع الآلة. يقرب هذا الاكتشاف المجال من مستقبل يمكن فيه الوثوق بالأيدي الروبوتية المتقدمة للعمل بموثوقية، يوماً بعد يوم، دون الحاجة المستمرة للتعديل التي عرقلت تقدمها لفترة طويلة.

غارق في أبحاث مجالك؟

تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.

جرّب Digest →

أبحاث مشابهة

عرض الكل في هذا التصنيف 📄 medicine →