Robotska ruka koju kontroliše um

 

Prema pisanju Science Daily, istraživači su napravili proboj u oblasti neinvazivne robotske kontrole uređaja. Koristeći neinvazivni interfejs mozak-kompjuter (BCI), istraživači su razvili prvu uspješnu robotsku ruku koju kontroliše um i pokazuje sposobnost da neprestano prati računarski kursor.

Neinvazivno kontrolisati robotske uređaje koji koriste samo misli imaće široku primjenu, posebno kod paralizovanih pacijenata i onih s poremećajima kretanja.

BCI postižu dobre performanse za kontrolu robotskih uređaja koristeći samo signale koji se vide iz implantata u mozgu.

Ukoliko se robotski uređaji mogu da kontrolišu sa velikom preciznošću, oni se mogu koristiti za dovršavanje različitih dnevnih zadataka.

Do sada je BCI uspješno kontrolisao robotske ruke koristeći invazivne moždane implantate.

 

Tehnologija potrebna brojnim pacijentima

 

Ovi implantati zahtjevaju značajnu medicinsku i hiruršku ekspertizu za ispravnu instalaciju i rad, da ne spominjemo troškove i potencijalne rizike za subjekte, i kao takvi, njihova upotreba je ograničena na samo nekoliko kliničkih slučajeva.

Veliki izazov u BCI istraživanju je da se razvije manje invazivna ili čak potpuno neinvazivna tehnologija koja bi omogućila paralizovanim pacijentima da kontrolišu svoje okruženje ili robotske udove koristeći sopstvene „misli“.

Takva neinvazivna BCI tehnologija, ako bude uspješna, donijela bi toliko potrebnu tehnologiju brojnim pacijentima, a potencijalno i opštoj populaciji.

Međutim, BCI koji koriste neinvazivni spoljašnji senzor, a ne mozgovni implantat, primaju „prljavije“ signale, dovodeći do trenutno niže rezolucije i manje precizne kontrole.

Dakle, kada se koristi samo mozak za kontrolu robotske ruke, neinvazivni BCI ne aktivira se do upotrebe implantiranih uređaja.

Uprkos tome, istraživači BCI-ja su krenuli napred, gledajući prema manjoj ili neinvazivnoj tehnologiji koja bi svakodnevno mogla pomoći pacijentima svugdje.

Bin He, profesor i šef Odjela za biomedicinsko inženjerstvo na Univerzitetu Carnegie Mellon, ide ka ostvarenju tog cilja.

„Došlo je do značajnog napretka u kontrolisanim robotskim uređajima koji koriste mozak implantata. To je odlična nauka“, kaže He. „Ali neinvazivan je krajnji cilj. Napredak u neuronskom dekodiranju i praktična upotreba neinvazivne robotske kontrole ruku će imati velike implikacije na eventualni razvoj neinvazivne neurorobotike.“

 

Može da prati kursor na kompjuterskom ekranu

 

Koristeći tehnike senzora i mašinskog učenja, on i njegova laboratorija su bili u mogućnosti da pristupe signalima duboko u mozgu, postižući visoku rezoluciju kontrole nad robotskom rukom.

Koristeći neinvazivni BCI da kontroliše robotsku ruku koja prati kursor na kompjuterskom ekranu, prvi put je pokazao ljudskim subjektima da robotska ruka može da prati kursor kontinuirano.

Dok su robotske ruke koje kontrolišu ljudi neinvazivno prethodno pratile pokretni kursor u trzavim, diskretnim pokretima – kao da robotska ruka pokušava da „sustigne“ komande mozga – sada, ruka prati kursor u glatkom, kontinualnom putu.

U radu objavljenom u časopisu Science Robotics, tim je uspostavio novi okvir koji se bavi i poboljšava „mozak“ i „kompjuterske“ komponente BCI-ja povećanjem angažovanosti i obuke korisnika, kao i prostornom rezolucijom neinvazivnih neuronskih podataka putem slike EEG izvora.

Tehnologija takođe ima aplikacije koje bi mogle pomoći različitim ljudima, nudeći sigurno, neinvazivno „upravljanje uma“ uređaja koji mogu omogućiti ljudima da komuniciraju i kontrolišu svoje okruženje.

Tehnologija je do sada testirana u 68 sposobnih ljudskih subjekata (do 10 sesija za svakog subjekta), uključujući kontrolu virtuelnog uređaja i kontrolu robotske ruke za kontinuirano traganje. Tehnologija je direktno primenljiva na pacijente, a tim planira da sprovede klinička ispitivanja u bliskoj budućnosti.

„Uprkos tehničkim izazovima koji koriste neinvazivne signale, potpuno smo posvećeni tome da ovu bezbjednu i ekonomsku tehnologiju prenesemo na ljude koji mogu imati koristi od toga“, kaže He. „Ovaj rad predstavlja važan korak u neinvazivnim interfejsima između mozga i računara, tehnologiji koja jednog dana može postati sveprisutna pomoćna tehnologija koja pomaže svima, poput pametnih telefona.“