Az első fajta robotkar agyi implantátum nélkül működik
A tudósok első kísérletei, amelyek nem invazív, nagy pontosságú interfészt használnak egy robotkar irányítására, sikeresek voltak. A jövőben a kutatók célja a technológia tökéletesítése, hogy szélesebb körben elérhetővé váljon.
A robotkarok és más roboteszközök futurisztikus fejleménynek tűnhetnek, de évek óta léteznek, segítve a sebészeket és a mérnököket egyaránt.
Kevésbé elterjedtek azonban a protetikus, robotkarok, amelyek lehetővé teszik, hogy a végtagjukat vesztett emberek visszanyerjék a mozgás szabadságát.
Egy floridai férfi 2018-ban került a hírekbe, miután kapott egy moduláris protetikus végtagot - egy robotkart, amely pótolja azt a karot, amelyet 2007-ben elveszített a rák miatt.
A férfi bizonyos idegvégződések „átirányításának” köszönhetően irányíthatja robotkarját, ám ez a protézis - amelyet az MD Baltimore-i Johns Hopkins Egyetem tudósai fejlesztettek ki - eddig nem elérhető más emberek számára, akiknek szükségük lehet rá.
Egy másik projekt - az Illinois-i Chicagói Egyetem részéről - a protézisprotézis karok tesztelését végezte rhesus makákómajmokon. Az állatokat mind súlyos sérülések miatti végtag amputációk mentik meg, és speciális agyimplantátumok révén képesek kontrollálni protetikus végtagjaikat.
A Pittsburgh-i Carnegie Mellon Egyetem és a Minnesotai Egyetem (Minneapolis) kutatóinak most először sikerült egy nem invazív agy-számítógép interfészt használniuk egy robotkar irányításához. A tudósok a folyóiratban megjelenő tanulmányban számolnak be sikerükről Tudományos robotika.
Nagyon fejlett technológia
Bin He professzor, Carnegie Mellon-tól vezeti azt a kutatócsoportot, amely olyan interfészt használt, amely nem igényel agyi implantátumot - ami invazív eljárás - a robotkar mozgásának összehangolásához.
Prof. Ő és munkatársai nagy hűségű, nem invazív módszert akarnak kifejleszteni az agy összekapcsolására és a rugalmas protetikára, mert az agyi implantátumok behelyezéséhez nemcsak nagy műtéti készségre és precizitásra van szükség, hanem rengeteg pénzre is, mivel az implantátumok költségesek. Sőt, az agyimplantátumok számos egészségügyi kockázattal járnak, beleértve a fertőzést is.
Mindezek a szempontok hozzájárultak a robotprotézisben részesülők alacsony számához, ezért a Carnegie Mellon és a Minnesotai Egyetem tudósai egy neminvazív technológia kifejlesztésével próbálták megfordítani az asztalokat.
Ennek ellenére sok kihívás van, különösen az a tény, hogy a korábbi agy-számítógép interfészek nem képesek megbízhatóan dekódolni az agy idegi jeleit, és így nem tudják a robot végtagokat zökkenőmentesen, valós időben irányítani.
„Jelentős előrelépések történtek agyi implantátumokat használó, ellenőrzött robotizált eszközökkel kapcsolatban. Ez kiváló tudomány ”- jegyzi meg Prof. Prof. kommentálva a„ megbízható ”technológia megtalálása felé tett korábbi lépéseket.
„De a nem invazív a végső cél. Az idegi dekódolás előrehaladása és a neminvazív robotkar vezérlés gyakorlati haszna jelentős hatással lesz a neminvazív neurorobotikák esetleges fejlődésére "- teszi hozzá.
Jelen projektjükben Prof. Ő és csapata speciális érzékelési és gépi tanulási technikákat használtak az agy és a robotkar közötti megbízható „kapcsolat” felépítéséhez.
A csapat nem invazív agy-számítógép interfésze sikeresen dekódolta az idegi jeleket, lehetővé téve az ember számára, hogy először irányítsa a robotkart valós időben, utasítva, hogy folyamatosan és simán kövesse a kurzor mozgását a képernyőn.
Prof. Ő és munkatársai megmutatták, hogy megközelítésük - amely nagyobb mennyiségű felhasználói képzést, valamint továbbfejlesztett idegi jel „fordítási” módszert tartalmazott - mintegy 60% -kal javította az agy-számítógép interfész tanulását. Emellett több mint 500% -kal javította a robotkar folyamatos kurzorkövetését.
Eddig a kutatók kipróbálták innovatív technológiájukat 68 munkaképes résztvevő közreműködésével, akik egyenként akár 10 ülésen vettek részt. Ezen előzetes kísérletek sikere reményteli a tudósokat arra, hogy végül képesek lesznek eljuttatni ezt a technológiát azokhoz az egyénekhez, akiknek szükségük van rá.
"A nem invazív jeleket használó technikai kihívások ellenére teljes mértékben elkötelezettek vagyunk amellett, hogy ezt a biztonságos és gazdaságos technológiát olyan emberek elé terjesszük, akik profitálhatnak belőle" - mondja prof.
"Ez a munka fontos lépést jelent az invazív agy-számítógép interfészekben, egy olyan technológia, amely egy napon átterjedő segítő technológiává válhat, amely mindenkit segít, például az okostelefonok."
Prof. Bin He
