Pirmojo tipo robotinė ranka veikia be smegenų implanto
Pirmieji mokslininkų eksperimentai, naudojant neinvazinę, aukštos kokybės sąsają, norint valdyti robotą, buvo sėkmingi. Ateityje mokslininkai siekia tobulinti technologiją, kad ji būtų plačiau prieinama.
Gali būti, kad robotizuoti ginklai ir kiti robotizuoti instrumentai skamba kaip futuristinis įvykis, tačiau jie egzistuoja daugelį metų ir padeda chirurgams, ir inžinieriams.
Vis dėlto rečiau yra protezuojamos robotizuotos rankos, leidžiančios žmonėms, praradusiems galūnes, atgauti judėjimo laisvę.
Vienas vyras iš Floridos pateko į antraštes 2018 m., Gavęs modulinę protezo galūnę - robotizuotą ranką, skirtą pakeisti ranką, kurią jis prarado 2007 m. Dėl vėžio.
Vyras gali valdyti robotizuotą ranką dėka tam tikrų nervų galūnių „nukreipimo“, tačiau iki šiol šio protezo, kurį sukūrė Baltimorės Johns Hopkins universiteto mokslininkai, MD, negali naudoti kiti žmonės, kuriems taip pat gali prireikti.
Kitas projektas - iš Čikagos universiteto Ilinojuje - išbandė protezo protezo rankas ant rezus makakos beždžionių. Visi gyvūnai gelbėjami galūnių amputacijomis dėl sunkių sužalojimų, ir jie gali valdyti protezines galūnes specialių smegenų implantų dėka.
Dabar mokslininkai iš Carnegie Mellon universiteto Pitsburge (PA) ir Minesotos universiteto Mineapolyje pirmą kartą sugebėjo naudoti neinvazinę smegenų ir kompiuterio sąsają, kad valdytų robotą. Mokslininkai praneša apie savo sėkmę žurnale pasirodžiusiame tyrimo dokumente Mokslo robotika.
Labai patobulinta technologija
Profesorius Binas Jis iš Carnegie Mellon vadovauja tyrimų grupei, kuri robotų rankos judesiams koordinuoti naudojo sąsają, kuriai nereikia smegenų implanto - o tai yra invazinė procedūra.
Profesorius Jis ir jo kolegos nori sukurti ištikimą, neinvazinį smegenų sujungimo ir lankstaus protezavimo metodą, nes smegenų implantų įdėjimas reikalauja ne tik aukštų chirurginių įgūdžių ir tikslumo, bet ir daug pinigų, nes implantai yra brangūs. Be to, smegenų implantai kelia daug pavojų sveikatai, įskaitant infekciją.
Visi šie aspektai prisidėjo prie to, kad mažai žmonių gauna robotizuotą protezą, todėl Carnegie Mellon ir Minesotos universiteto mokslininkai stengėsi pasukti lenteles, sukurdami neinvazinę technologiją.
Vis dėlto tai darant kyla daugybė iššūkių, ypač tai, kad ankstesnės smegenų ir kompiuterio sąsajos nesugeba patikimai iššifruoti smegenų nervinių signalų ir todėl negali sklandžiai, realiu laiku valdyti robotų galūnių.
„Buvo padaryta didelė pažanga galvojant apie valdomus robotus, naudojančius smegenų implantus. Tai puikus mokslas “, - pažymi prof. Jis, komentuodamas ankstesnius žingsnius ieškant„ patikimos “technologijos.
„Bet neinvazinis yra galutinis tikslas. Neuroninio dekodavimo pažanga ir neinvazinės robotinės rankos valdymo praktinis naudingumas turės didelę įtaką galimai neinvazinės neurorobotikos vystymuisi “, - priduria jis.
Savo dabartiniame projekte prof. Jis ir jo komanda naudojo specializuotas jutimo ir mašininio mokymosi metodus, kad „sukurtų“ patikimą „ryšį“ tarp smegenų ir robotinės rankos.
Komandos neinvazinė smegenų ir kompiuterio sąsaja sėkmingai iššifravo nervinius signalus, leidžiančius asmeniui pirmą kartą realiu laiku valdyti robotą, nurodant jai nuolat ir sklandžiai sekti žymeklio judesius ekrane.
Profesorius Jis ir kolegos parodė, kad jų požiūris, apimantis didesnį vartotojų mokymų kiekį, taip pat patobulintą neuroninio signalo „vertimo“ metodą, pagerino smegenų ir kompiuterio sąsajų mokymąsi maždaug 60 proc. Tai taip pat pagerino robotų rankos nuolatinį žymeklio sekimą daugiau nei 500%.
Iki šiol mokslininkai išbandė savo novatorišką technologiją bendradarbiaudami su 68 darbingais dalyviais, kurie dalyvavo po 10 sesijų. Šių preliminarių bandymų sėkmė privertė mokslininkus tikėtis, kad jie galiausiai galės pristatyti šią technologiją žmonėms, kuriems jos reikia.
„Nepaisant techninių iššūkių naudojant neinvazinius signalus, mes esame visiškai pasiryžę pristatyti šią saugią ir ekonomišką technologiją žmonėms, kurie gali ja pasinaudoti“, - sako prof.
"Šis darbas yra svarbus žingsnis neinvazinėse smegenų ir kompiuterio sąsajose. Technologija, kuri kada nors gali tapti visuotine pagalbine technologija, padedančia visiems, pavyzdžiui, išmaniesiems telefonams."
Prof. Bin He
