Vědci úspěšně vyrobili vůbec první robotické rameno, které lze ovládat vaší myslí

Všechny Novinky

Vědci dosáhli průkopnického nového technologického počinu tím, že vyvinuli vůbec první úspěšné roboticky ovládané rameno ovládané myslí vykazující schopnostnepřetržitěsledovat a sledovat počítačový kurzor ovládaný myšlenkami člověka.

Schopnost neinvazivně ovládat robotická zařízení pouze pomocí myšlenek bude mít široké uplatnění, zejména ve prospěch života paralyzovaných pacientů a osob s pohybovými poruchami.


Tým vědců z Carnegie Mellon University ve spolupráci s University of Minnesota učinili průlom pomocí neinvazivního rozhraní mozek-počítač (BCI).

Bylo prokázáno, že BCI dosahují dobrého výkonu při ovládání robotických zařízení pouze pomocí signálů snímaných z mozkových implantátů. Když lze robotická zařízení ovládat s vysokou přesností, lze je použít k plnění různých každodenních úkolů. Doposud však BCI, které úspěšně ovládaly robotická ramena, používaly pouze invazivní mozkové implantáty. Tyto implantáty vyžadují pro správnou instalaci a provoz značné množství lékařských a chirurgických znalostí, nemluvě o nákladech a potenciálních rizicích pro subjekty, a proto bylo jejich použití omezeno pouze na několik klinických případů.

VÍCE: Robert Downey Jr. vytváří nadaci, která bude pomocí robotů čistit životní prostředí

Velkou výzvou ve výzkumu BCI je vyvinout méně invazivní nebo dokonce zcela neinvazivní technologii, která by paralyzovaným pacientům umožnila ovládat své prostředí nebo robotické končetiny pomocí vlastních „myšlenek“. Pokud by taková neinvazivní technologie BCI byla úspěšná, přinesla by tolik potřebnou technologii mnoha pacientům a dokonce potenciálně i běžné populaci.


Avšak BCI, které používají neinvazivní externí snímání, spíše než mozkové implantáty, přijímají „špinavější“ signály s nižším rozlišením, což vede k méně přesné kontrole. Když tedy neinvazivní BCI používal k ovládání robotické paže pouze mozek, nebyl schopen se postavit pomocí implantovaných zařízení. Navzdory tomu se vědci z BCI posunuli vpřed a sledovali cenu méně nebo neinvazivní technologie, která by mohla denně pomáhat pacientům všude - dokud nedosáhli průlomu.

Bin He, profesor důvěryhodnosti a vedoucí katedry biomedicínského inženýrství na univerzitě Carnegie Mellon, dosahuje konečného cíle, jednoho z klíčových objevů najednou.


KOUKNI SE: První aplikace pro chytré telefony pro detekci infekcí uší u dětí by mohla ušetřit zbytečné návštěvy lékaře

'Došlo k velkému pokroku v ovládání robotických zařízení mysli pomocí mozkových implantátů.' Je to vynikající věda, “říká He. 'Ale neinvazivní je konečný cíl.' Pokroky v neuronovém dekódování a praktická užitečnost neinvazivního řízení robotickým ramenem budou mít zásadní důsledky pro případný vývoj neinvazivní neurorobotiky. “

Pomocí nových technik snímání a strojového učení dokázal on a jeho laboratoř přistupovat k signálům hluboko v mozku a dosáhnout vysokého rozlišení kontroly nad robotickým ramenem. Díky neinvazivnímu neuroimagingu a novému paradigmatu nepřetržitého sledování překonává hlučné signály EEG, které vedou k významnému zlepšení neurálního dekódování založeného na EEG a usnadnění kontinuálního 2D robotického ovládání zařízení v reálném čase. (Vidětvideo níže ...)


Poprvé v historii pomocí neinvazivního BCI k ovládání robotického ramene, které sleduje kurzor na obrazovce počítače, ukázal na lidských subjektech, že robotické rameno může nyní sledovat kurzor nepřetržitě. Zatímco robotické paže ovládané lidmi neinvazivně dříve sledovaly pohybující se kurzor v trhaných, diskrétních pohybech - jako by se robotická paže pokoušela „dohnat“ příkazy mozku - nyní paže sleduje kurzor plynulým, nepřetržitým pohybem cesta.

HODINKY: Drony na výsadbu stromů úspěšně zasadily tisíce stromků - a chystají se zasadit další

V příspěvku zveřejněno vVědecká robotika tým vytvořil nový rámec, který se zaměřuje a vylepšuje „mozkové“ a „počítačové“ komponenty BCI zvýšením zapojení a tréninku uživatelů, jakož i prostorového rozlišení neinvazivních neurálních dat prostřednictvím zobrazování zdrojů EEG.

Příspěvek ukazuje, že jedinečný přístup týmu k řešení tohoto problému nejen vylepšil učení BCI o téměř 60% u tradičních úkolů uprostřed, ale také vylepšil nepřetržité sledování počítačového kurzoru o více než 500%.

PŘÍBUZNÝ: Nové „inteligentní toaletní sedadlo“ by mohlo ušetřit tisíce a monitorovat vitální funkce z pohodlí domova

Tato technologie má také aplikace, které by mohly pomoci různým lidem tím, že nabízejí bezpečnou, neinvazivní „kontrolu mysli“ zařízení, která lidem umožní interakci s prostředím a jeho ovládání. Tato technologie byla dosud testována na 68 schopných lidských subjektech (až 10 sezení pro každý subjekt), včetně ovládání virtuálního zařízení a ovládání robotického ramene pro nepřetržité pronásledování. Tato technologie je přímo použitelná pro pacienty a tým plánuje v blízké budoucnosti provést klinické testy.

„Navzdory technickým výzvám využívajícím neinvazivní signály jsme plně odhodláni přinést tuto bezpečnou a ekonomickou technologii lidem, kteří z ní mohou mít prospěch,“ říká He. 'Tato práce představuje důležitý krok v neinvazivních rozhraních mozek-počítač, což je technologie, která se jednoho dne může stát všudypřítomnou pomocnou technologií, která každému pomůže, jako jsou chytré telefony.'

Přetištěno z Carnegie Mellon University - College of Engineering

(HODINKYvideo níže)

Podělte se o své přátele sdílením této průkopnické zprávy se sociálními médii ...