Створено першу в світі керована силою думки роботизована рука

Інженери з Університету Карнегі - Меллона вспівробітництві з фахівцями з університету Міннесоти зробили справжній прорив в області розробки неівазівних методів управління роботизованим пристроєм. Використовуючи неінвазивний нейрокомп'ютерних інтерфейс (BCI) вчені створили першу в світі роботизовану руку, керовану людським мозком і володіє можливістю стежити за напрямком курсору миші на екрані комп'ютера. Як зазначає портал Tech Explore, повідомляє про розробку, можливість використання неінвазивного методу управління роботизованими пристроями матиме широкий спектр застосувань. Наприклад, дана технологій може виявитися дуже корисною для паралізованих людей.

Недоліки сучасних нейрокомп'ютерних інтерфейсів

У минулому Нейрокомп'ютерні интерфес вжепоказували вельми високу точність управління роботизованими об'єктами, однак для цього використовувалися спеціальні імплантати, які імплантувалися в мозок людини і відстежували потрібні сигнали. Впровадження цих імплантатів - вельми складна і досить небезпечне завдання, що вимагає хірургічного втручання. Крім цього, такі пристрої дуже дорого коштують, а на ділі можуть виявитися вельми обмеженими у своїх можливостях. Тому подібні механізми застосовуються в дуже рідкісних випадках.

Однією з основних поточних завдань сфери розробкинейрокомп'ютерних інтерфейсів є створення менш інвазивних, а краще - повністю неінвазивних технологій, які дозволять паралізованим людям управляти своїм оточенням або роботизованими кінцівками силою своїх думок, ніж допоможуть мільйонам людей по всьому світу поліпшити якість свого життя.

Проблема полягає в тому, що використаннянеінвазивних нейрокомп'ютерних інтерфейсів, які збирають інформацію про сигнали мозку через зовнішні електроди, а не через імплантуються в мозок чіпи, супроводжується передачею разом сигналами мозку кількості «шуму», який знижує точність управління. Тому неівазівние методи уявного управління роботизованими пристроями сильно програють технологіям з використанням імплантатів. Незважаючи на це, розробники не здаються і намагаються створити більш точні методи управління, які не будуть вимагати хірургічного втручання.

І, схоже, завідувачу кафедри біомедичної інженерії Університету Карнегі - Меллона, професору Біну Хе це вдалося.

«У сфері розробки роботизованих пристроїв зуправлінням силою думки через спеціальні мозкові імплантати досягнуто значних успіхів. Це дійсно так. Проте ключовою метою подібних розробок є створення неінвазивних методів. Досягнення в області нейронного декодування і практична корисність неінвазивного контролю роботизованими руками нададуть найважливіший вплив на розвиток неінвазивної нейробіотікі », - коментує Хе.

Перша в світі керована силою думки роботизована рука

Використовуючи нові методи сенсорних технологій імашинного навчання Хе разом зі своєю командою зміг отримати доступ до глибинних сигналам мозку, досягнувши високої точності управління роборукою. Завдяки неінвазивної нейровізуалізації і нової парадигми безперервного переслідування, система навчилася долати галасливі сигнали ЕЕГ, що призвело до значного поліпшення нейронного декодування і полегшило безперервне управління роботизованими пристроями в режимі реального часу.

Використовуючи неінвазивний BCI для управлінняроботизованою рукою, яка відстежує курсор на екрані комп'ютера, Хе з командою вперше продемонстрував, що маніпулятор тепер може безперервно слідувати за курсором. Раніше подібні пристрої слідували за рухом курсора різкими, дискретними рухами, як ніби намагалися «наздогнати» команди мозку - тепер кінцівку слід за курсором плавно і безперервно.

У статті, опублікованій в журналі ScienceRobotics, команда описує створення нової платформи, яка спрямована на поліпшення «мозкових» і «комп'ютерних» компонентів BCI за рахунок підвищення залученості користувачів і їх навчання, а також удосконалення просторового дозволу неінвазивних нейронних даних за допомогою візуалізації джерел ЕЕГ.

У статті зазначено, що унікальний підхід команди довирішення цієї проблеми поліпшив систему навчання BCI майже на 60 відсотків для традиційних завдань центрування, а також підвищив якість безперервного відстеження комп'ютерного курсору більш ніж на 500 відсотків.

До теперішнього моменту система була перевірена зучастю 68 працездатних людей (до 10 сеансів для кожного), людей (до 10 сеансів для кожного суб'єкта), включаючи управління віртуальним пристроєм і управління роботизованою рукою для безперервного переслідування. Клінічні випробування технології за участю справжніх пацієнтів вчені планують почати проводити в самому найближчому майбутньому.

</ P>

Відео одного з учасників експерименту,використовує віртуальний курсор за допомогою нейрокомп'ютерних інтерфейсу, а також роботизованої руки, керованої силою думки для виконання завдання по безперервному контролю випадково рухається мети

«Не дивлячись на технічні проблеми звикористанням неінвазивних сигналів, ми повністю віддані тому, щоб донести цю безпечну і економічну технологію до людей, які можуть витягти з неї користь », - каже Хе.

«Ця робота представляє собою важливий крок врозвитку неінвазивних комп'ютерно-мозкових інтерфейсів - технології, яка коли-небудь може стати повсюдним допоміжної системою, що допомагає людям, як смартфони ».

Обговорити новину можна в нашому Telegram-чаті.