Δημιούργησε τον πρώτο ρομποτικό βραχίονα με δύναμη στον κόσμο

Μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon στοη συνεργασία με ειδικούς από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα έκανε μια πραγματική επανάσταση στην ανάπτυξη μη επεμβατικών μεθόδων για τον έλεγχο μιας ρομποτικής συσκευής. Χρησιμοποιώντας μια μη επεμβατική διεπαφή νευροαπολογιστών (BCI), οι επιστήμονες δημιούργησαν τον πρώτο ρομποτικό βραχίονα στον κόσμο, τον έλεγχο του ανθρώπινου εγκεφάλου και την ικανότητα να ακολουθήσουν την κατεύθυνση του δρομέα του ποντικιού σε οθόνη υπολογιστή. Όπως αναφέρθηκε από την πύλη Tech Explore, η οποία αναφέρει την ανάπτυξη, η δυνατότητα χρήσης μη επεμβατικής μεθόδου ελέγχου ρομποτικών συσκευών θα έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Για παράδειγμα, αυτή η τεχνολογία μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη για τους παραλυμένους ανθρώπους.

Τα μειονεκτήματα των σύγχρονων διεπαφών νευροϋπολογιστών

Στο παρελθόν, οι διασυνδέσεις νευροϋπολογιστών έχουν ήδηέδειξαν πολύ υψηλή ακρίβεια ελέγχου ρομποτικών αντικειμένων, αλλά για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ειδικά εμφυτεύματα, τα οποία εμφυτεύτηκαν στον ανθρώπινο εγκέφαλο και παρακολούθησαν τα απαραίτητα σήματα. Η εισαγωγή αυτών των εμφυτευμάτων είναι ένα πολύ περίπλοκο και μάλλον επικίνδυνο εγχείρημα που απαιτεί χειρουργική επέμβαση. Επιπλέον, τέτοιες συσκευές είναι πολύ ακριβές, αλλά στην πραγματικότητα μπορεί να είναι πολύ περιορισμένες στις δυνατότητές τους. Επομένως, οι μηχανισμοί αυτοί χρησιμοποιούνται σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις.

Ένα από τα βασικά τρέχοντα αναπτυξιακά καθήκονταΟι διασυνδέσεις των νευροϋπολογιστών είναι η δημιουργία λιγότερο επεμβατικών τεχνολογιών που επιτρέπουν στους παραλυμένους ανθρώπους να ελέγχουν το περιβάλλον ή τα ρομπότ άκρα τους με τη δύναμη των σκέψεών τους, που θα βοηθήσουν εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο να βελτιώσουν την ποιότητα ζωής τους.

Το πρόβλημα είναι ότι η χρήσηοι μη επεμβατικές διεπαφές νευροϋπολογιστών που συλλέγουν πληροφορίες σχετικά με τα σήματα του εγκεφάλου μέσω εξωτερικών ηλεκτροδίων και όχι μέσω εμφύτευσης στα τσιμπήματα του εγκεφάλου, συνοδεύονται από τη μετάδοση των εγκεφαλικών σημάτων μαζί με το "θόρυβο" που μειώνει την ακρίβεια ελέγχου. Ως εκ τούτου, οι μη επεμβατικές μέθοδοι διανοητικού ελέγχου των ρομποτικών συσκευών χάνουν έντονα τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούν εμφυτεύματα. Παρ 'όλα αυτά, οι προγραμματιστές δεν παραιτούνται και προσπαθούν να δημιουργήσουν πιο ακριβείς μεθόδους διαχείρισης που δεν θα απαιτούν χειρουργική επέμβαση.

Και φαίνεται ότι ο επικεφαλής του τμήματος βιοϊατρικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, ο καθηγητής Bin Heh πέτυχε.

"Στην ανάπτυξη των ρομποτικών συσκευών μεσημαντική επιτυχία έχει επιτευχθεί με τον έλεγχο της δύναμης σκέψης μέσω ειδικών εμφυτευμάτων εγκεφάλου. Είναι πραγματικά. Ωστόσο, ο βασικός στόχος αυτών των εξελίξεων είναι η δημιουργία μη επεμβατικών μεθόδων. Οι πρόοδοι στη νευρική αποκωδικοποίηση και η πρακτική χρησιμότητα του μη επεμβατικού ελέγχου με ρομποτικά όπλα θα έχουν αποφασιστική επίδραση στην ανάπτυξη μη επεμβατικών νευροβιοτικών », σχολιάζει.

Η πρώτη δύναμη σκέψης του ρομποτικού βραχίονα στον κόσμο

Χρησιμοποιώντας νέες μεθόδους αισθητικής τεχνολογίας καιη μηχανική μάθηση Xe, μαζί με την ομάδα του, ήταν σε θέση να αποκτήσουν πρόσβαση στα βαθιά εγκεφαλικά σήματα, επιτυγχάνοντας τον έλεγχο υψηλής ακρίβειας του roboruki. Λόγω μη επεμβατική νευροαπεικόνιση και νέο παράδειγμα συνεχούς δίωξης, το σύστημα έμαθε να ξεπεράσουν θορυβώδη σήματα EEG, οδηγώντας σε σημαντική βελτίωση στα νευρικά αποκωδικοποίηση και να διευκολύνουν τη συνεχή έλεγχο των ρομποτικών συσκευών σε πραγματικό χρόνο.

Χρησιμοποιώντας μη επεμβατική BCI για έλεγχομε ένα ρομποτικό χέρι που παρακολουθεί τον δρομέα σε μια οθόνη υπολογιστή, ο Xe με την ομάδα για πρώτη φορά απέδειξε ότι ο χειριστής μπορεί τώρα να ακολουθεί συνεχώς τον κέρσορα. Προηγουμένως, τέτοιες συσκευές ακολούθησαν την κίνηση του δρομέα σε αιχμηρές, διακριτές κινήσεις, σαν να προσπαθούσαν να "καλύψουν" τις εντολές του εγκεφάλου - τώρα το άκρο ακολουθεί τον δρομέα ομαλά και συνεχώς.

Σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό ScienceRobotics, η ομάδα περιγράφει τη δημιουργία μιας νέας πλατφόρμας που στοχεύει στη βελτίωση του εγκεφάλου και των στοιχείων του υπολογιστή του BCI, αυξάνοντας την εμπλοκή και τη μάθηση του χρήστη, καθώς και τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των μη επεμβατικών νευρωνικών δεδομένων με την απεικόνιση των πηγών EEG.

Το άρθρο δηλώνει ότι η μοναδική προσέγγιση της ομάδας στοΗ επίλυση αυτού του προβλήματος έχει βελτιώσει το σύστημα εκπαίδευσης BCI κατά σχεδόν 60 τοις εκατό για τις παραδοσιακές εργασίες κεντραρίσματος και επίσης βελτίωσε την ποιότητα συνεχούς παρακολούθησης του δρομέα του υπολογιστή κατά περισσότερο από 500 τοις εκατό.

Μέχρι σήμερα, το σύστημα έχει δοκιμαστεί μετη συμμετοχή 68 αδύναμων ατόμων (μέχρι 10 συνεδρίες ανά άτομο), ανθρώπους (έως 10 συνεδρίες για κάθε θέμα), συμπεριλαμβανομένης της διαχείρισης μιας εικονικής συσκευής και του ελέγχου ενός ρομποτικού βραχίονα για συνεχή αναζήτηση. Κλινικές δοκιμές της τεχνολογίας με τη συμμετοχή αυτών των ασθενών, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να αρχίσουν να διεξάγουν στο εγγύς μέλλον.

</ p>

Βίντεο ενός από τους συμμετέχοντες σε πειράματα,χρησιμοποιώντας έναν εικονικό δρομέα χρησιμοποιώντας μια διεπαφή νευροϋπολογιστών, καθώς και ένα ρομποτικό βραχίονα, που ελέγχεται από τη δύναμη της σκέψης για να εκτελέσει το καθήκον της συνεχούς παρακολούθησης ενός τυχαία κινούμενου στόχου

"Παρά τα τεχνικά προβλήματα μεΧρησιμοποιώντας μη επεμβατικά μηνύματα, είμαστε απολύτως προσηλωμένοι στη μεταφορά αυτής της ασφαλούς και οικονομικά αποδοτικής τεχνολογίας σε ανθρώπους που μπορούν να επωφεληθούν από αυτήν », λέει ο Heh.

"Αυτό το έργο είναι ένα σημαντικό βήμαη ανάπτυξη μη επεμβατικών διασυνδέσεων υπολογιστή-εγκεφάλου - μια τεχνολογία που μπορεί κάποια μέρα να γίνει ένα καθολικό βοηθητικό σύστημα που βοηθά τους ανθρώπους όπως τα smartphones ".

Μπορείτε να συζητήσετε τα νέα στην Τηλεδιάσκεψη μας.