Преди десет години, когато Бенджамин Чой е в трети клас, той гледа документален филм на предаването „60 минути“ за протеза, контролирана с ума. Тогава изследователите имплантират малки сензори в моторната кора на мозъка на пациент, който движи роботизирана ръка, използвайки само мислите си. Чой е очарован от концепцията, оприличавайки я на нещо от филм от „Междузвездни войни“.

„Бях наистина, наистина изумен по това време, защото тази технология беше толкова впечатляваща“, казва той. „Но също така бях разтревожен, че се нуждаят от тази наистина рискована отворена мозъчна операция. А те са толкова недостъпни, струват стотици хиляди долари.“

Години по-късно, когато пандемията се появи през 2020 г., Чой – десетокласник, живеещ във Вирджиния – изведнъж се оказва с достатъчно свободно време. Лабораторията, в която той планира да прекара лятото си в изследване на алуминиеви горива, е затворена. Но идеята на документалния филм, който е гледал години по-рано, го преследва и той решава да използва свободното си време, за да изгради сам по-малко инвазивна протезна ръка.

В своята импровизирана лаборатория на масата за пинг-понг в мазето си (където понякога работи по 16 часа на ден), Чой самостоятелно проектира първата версия на своята роботизирана ръка, използвайки 3D принтера на сестра си за 75 долара и някои елементи от въдица. Принтерът не може да изгради парчета с дължина над 4.7 инча, така че Чой отпечатва ръката на малки парчета и я закрепва с болтове и гумена лента. Общо печатът отнема около 30 часа. Тази версия работи, използвайки данни за мозъчни вълни и жестове на главата, а Чой публикува инструкции онлайн за всеки, който иска да се изпробва в това начинание.

Ученикът има известен предишен опит в изграждането на роботи и кодирането от участие в състезателна роботика в началните, средните и гимназиалните нива, дори е ходил няколко пъти на световни първенства. Започвайки от девети клас, той сам се научава на езиците за компютърно програмиране Python и C++, като гледа видеоклипове в уебсайта за програмисти Stack Overflow.

След повече от седемдесет и пет версии на дизайна неинвазивната, контролирана от ума роботизирана ръка на Чой вече е направена от материали от инженерен клас, способни да издържат на тежести до около четири тона. Тя работи с помощта на алгоритъм, управляван от изкуствен интелект, който интерпретира мозъчните вълни на потребителя. Производственият процес на джаджата възлиза на около 300 долара. За сравнение една по-основна протеза за горен крайник, задвижвана от тялото, струва около 7000 долара. От 2015 г. много напредналият модулен протетичен крайник с цяло рамо, който има 26 стави, стотици сензори и може да вдигне до 20 килограма, струва около 500 000 долара. Тази протеза, съчетана с операция за пренасочване на нерви, които някога са контролирали ръката, позволява на пациентите да управляват крайника с мислите си и дори да усещат текстура през него.

Ръката на Чой използва електроенцефалография, или ЕЕГ, за да избегне инвазивните техники на други протези. ЕЕГ устройствата записват електрическата активност на мозъка с помощта на сензори, поставени на главата.

Те често се използват в медицината за диагностициране на епилепсия или други мозъчни заболявания.

Изобретението спечели на Чой, сега 17-годишен абитуриент в училището Потомак във Вирджиния, място в топ 40 на финалистите на тазгодишното търсене на таланти в науката Regeneron – най-старото и най-престижно състезание по наука и математика в страната за зрелостници.

Снимка: Society for Science

Виж още: Учени разкриха, че блясъкът на човешкото око не изчезва дори след смъртта