Aluno do Ensino Médio cria braço prostético controlado pela mente

O estudante Benjamin Choi (17), um dos quarenta finalistas do Regeneron Science Talent Search, evento de ciências e matemática dedicado a alunos do Ensino Médio, criou um braço prostético de baixo custo de fabricação e controlado pela mente. O modelo, inspirado no documentário 60 Minutes, se destaca por apresentar uma acessibilidade surpreendente, evitando a necessidade de cirurgias ou implantes instalados.

Em entrevista à revista Smithsonian Magazine, Choi comentou que utilizou sua sala de pingue-pongue como laboratório improvisado e desenvolveu o projeto durante o período de pandemia. Segundo ele, a primeira versão de seu braço robótico, limitada a peças de até doze centímetros de comprimento, contou com a tecnologia de uma impressora 3D de US$ 75 e um pouco de linha de pesca, demorando cerca de 30 horas para estar finalizado e tendo como base dados de ondas cerebrais e gestos de cabeça.

(Fonte: Smithsonian / Reprodução)

Depois de mais de 75 interações com o braço e uma série de aprimoramentos, o estudante criou a versão definitiva da prótese e montou um modelo que suporta até quatro toneladas de peso. E apesar de operar usando um algoritmo impulsionado por inteligência artificial que interpreta as ondas cerebrais de um usuário, seu custo de fabricação é muito baixo, custando cerca de US$ 300 — uma prótese de membro superior mais básica, movida ao corpo, custa quase US$ 7 mil, enquanto um dispositivo avançado chega a US$ 500 mil. 

Como funciona a prótese?

O braço de Choi abdica de processos cirúrgicos para registrar a atividade elétrica do cérebro utilizando sensores de eletroencefalografia colocados na cabeça. Para isso, seu sistema usa um sensor de linha de base no lóbulo da orelha e outro na testa como eletrodos, e coleta dados de EEG. Assim, essas informações são enviadas ao braço via Bluetooth, que se move de acordo com a vontade do usuário. Veja abaixo o vídeo:

“Trabalhar com o Sr. Dunn tornou este projeto realmente impactante e realmente inspirador e motivador”, diz Choi. “Talvez isso pareça um pouco clichê, mas você pode realmente ajudar as pessoas, eu acho, através da engenharia, através da tecnologia. Esses modelos de IA podem ficar tão grandes. Eu estava pensando em armazená-los na nuvem e depois fazer com que meu braço se comunicasse via Wi-Fi.”

No total, o algoritmo tem mais de 23 mil linhas de código, com 978 páginas de matemática e sete sub-algoritmos completamente novos. O arquivo funciona com uma precisão média de 95%, conferindo um avanço de mais de 20% em relação ao padrão anterior. Choi trabalhou de forma independente no projeto enquanto recebia conselhos de especialistas em engenharia elétrica e computação, aplicando “técnicas de machine learning de última geração ao seu sistema de braço robótico”.

Segundo o criador do projeto, seus próximos passos serão a aplicação de estudos clínicos com pacientes que perderam os membros superiores, a fim de aprimorar seu braço prostético e levar o algoritmo para outras áreas da ciência.