O Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins recebeu US$ 4 milhões em financiamento do Fundo Mann para desenvolver um sistema de prótese de retina de próxima geração. O Fundo Mann foi criado pelo filantropo Alfred E. Mann há 15 anos para apoiar o desenvolvimento de tecnologias biomédicas.
Este trabalho será conduzido em estreita colaboração com a Second Sight Medical Products, uma empresa sediada em Sylmar, Califórnia, que desenvolve, fabrica e comercializa próteses visuais implantáveis ​​para cegos.
A APL desenvolverá óculos de próxima geração com sensores integrados de visão e rastreamento ocular. Usando esses sensores e hardware integrado, o sistema identificará possíveis obstáculos, portas, corredores e objetos domésticos e suas posições relativas. Esta informação será destilada em um formato que pode ser projetado na prótese de retina, contornando os bastonetes e cones danificados na retina.
Os componentes desta prótese de retina permitirão a visão mais ampla da APL de um controlador semiautônomo para manipuladores robóticos assistivos e dispositivos remotos, o Ambiente de Integração Neural de Operação Multimodal de Realidade Aumentada Híbrida, ou Harmonie.
Harmonie é o mais recente esforço derivado do Programa Revolucionário de Próteses do Laboratório. Como parte desse esforço, os pesquisadores investigaram diversas modalidades de controle diferentes para mover um membro protético modular e conseguiram obter um controle impressionante. Mas eles descobriram que os usuários precisavam permanecer muito concentrados no que estavam fazendo, criando uma grande carga cognitiva.
Harmonie surgiu como uma forma de remover esse fardo. A ideia básica por trás do sistema é combinar elementos de visão computacional (ou seja, identificação de objetos e onde eles estão), manipulação autônoma (como movo o braço para a posição desejada do objeto, qual a melhor preensão a ser usada?), e uma interface de usuário (como posso saber quais ações executar no objeto?).
A implementação atual usa componentes prontos para uso, como o Microsoft Kinect para o sistema de visão, mas o gerente de projeto da Harmonie, Kapil Katyal, diz que o objetivo final é integrar essas tecnologias em um dispositivo do tipo óculos de fator de forma pequeno.
O sistema Harmonie foi implantado em ambientes clínicos na Caltech e na Johns Hopkins e está sendo submetido a testes adicionais como parte de um projeto financiado internamente, a Avaliação Clínica de Tecnologias Emergentes de Reabilitação. Também foi demonstrado em dezembro de 2013 na DARPA Robotics Challenge Exposition, onde o RoboSally do laboratório usou a tecnologia para alcançar e agarrar um extintor de incêndio de forma semiautônoma.
Katyal afirma que os desenvolvedores esperam ter um protótipo pronto para o mercado em três anos e meio.
"Este sistema permitiria que uma ampla base de usuários controlasse de forma eficiente e eficaz manipuladores hábeis como o [membro protético modular] e também permitiria à APL desenvolver soluções inovadoras em tecnologias contemporâneas de interação humano-computador de uso geral, como monitores montados na cabeça, dispositivos aumentados realidade, rastreamento ocular e interfaces cérebro-computador", diz ele. "Além disso, as sinergias entre o sistema Harmonie e a prótese de retina de próxima geração da Second Sight proporcionam uma oportunidade para o Laboratório expandir sua presença na pesquisa e desenvolvimento de neuropróteses e melhorar nossa reputação neste campo."
Michael McLoughlin, gerente do programa Harmonie e investigador principal do Programa Revolutionizing Prosthetics, diz que o projeto Harmonie é sinérgico com os esforços contínuos e independentes de pesquisa e desenvolvimento na APL. “É uma extensão do que temos tentado fazer com o programa de próteses desde o início e promete atender às necessidades de toda uma nova classe de pacientes”, diz ele.