Výskumníci predstavili robotickú ruku ako zo sci-fi! Mysľou je možné ovládať každý jeden prst samostatne
Výskumníci predstavili robotickú ruku, ktorá môže byť kontrolovaná BCI rozhraním, ktoré zachytáva pohyb každého jedného prstu samostatne.
Výskumníci v rámci nového experimentu dosiahli míľnik v oblasti rozhraní mozog-počítač a ich potenciálu pre kontrolovanie robotických nástrojov. Po prvýkrát sa im podarilo dosiahnuť úroveň kontroly, v rámci ktorej dokáže človek len pomocou mysle ovládať jednotlivé prsty robotickej ruky.
Ako informuje portál Techxplore, robotické zariadenia majú obrovský potenciál zlepšiť životy ľudí, ktorí trpia nejakým zdravotným postihnutím. Rozhrania typu mozog-počítač, skrátene BCI, predstavujú zas ideálny spôsob, ako tieto externé zariadenia ovládať. BCI rozhrania umožňujú ovládať napríklad robotickú ruku pomocou mozgovej aktivity, čím obchádzajú tradičné ovládania založené na signáloch vysielaných do svalov.
Existuje niekoľko typov rozhraní mozog-počítač. Jednou kategóriou sú invazívne zariadenia, teda čipy, ktoré doktori implantujú priamo na mozog pacienta. Tieto zariadenia dokážu ovládať robotické nástroje s mimoriadnou presnosťou, no vyžadujú si riskantnú chirurgickú procedúru a následnú náročnú údržbu. Kvôli týmto nedostatkom sú obmedzené len na malú skupinu jedincov s najzávažnejšími zdravotnými problémami.
Bez náročnej a riskantnej operácie
Druhou skupinou sú neinvazívne BCI rozhrania. Ako už ich názov napovedá, ide o rozhrania, ktoré majú rovnaký účel, no dokážu fungovať aj bez invazívnych chirurgických zákrokov. Jedným typom neinvazívnych BCI rozhraní sú tie, ktoré výskumníci založili na elektroencefalografe.
V rámci novej štúdie výskumníci vytvorili BCI rozhranie, ktoré dokáže ovládať robotickú ruku s ešte väčšou presnosťou, ako bolo doteraz možné.
Neprehliadni
“BCI rozhrania založené na EEG umožnili ľuďom ovládať pomocou mysle dron, po prvýkrát ovládať robotickú ruku a ovládať robotickú ruku kontinuálnym spôsobom. Naša práca stavia na týchto prelomových úspechoch a ďalej rozširuje možnosti neinvazívnych BCI rozhraní,” hovoria autori štúdie.
Výskum dokázal nájsť spôsob, ako v reálnom čase dekódovať mozgové signály zodpovedajúce pohybu individuálnych prstov na ruke. Tieto signály následne úspešne premostili do pohybov robotickej ruky. Vďaka možnosti jemne kontrolovať individuálne prsty sa robotická ruka posúva míľovými krokmi bližšie ku každodennej praktickosti.
“Vylepšenie funkcií robotickej ruky je najvyššou prioritou nielen pre postihnutých pacientov, ale aj pre zdravých ľudí. Dokonca aj malé zlepšenia môžu významne zlepšiť kvalitu života,” vyjadril sa Bin He, jeden z autorov výskumu.
Zároveň výskumníci potvrdzujú, že dekódovanie signálov prstov v reálnom čase je niečo, o čo sa pokúšajú výskumníci dlhodobo, no doteraz sa im to nepodarilo dosiahnuť. Najväčším obmedzením bolo limitované priestorové rozlíšenie EEG.
Nové EEG BCI rozhranie je prvým svojho druhu. Má oveľa väčšie rozlíšenie, ktoré dokáže rozpoznať aj jemné signály mozgu. Na základe týchto signálov dokážu výskumníci signály interpretovať do pohybu jednotlivých prstov. V rámci experimentov dokázali dobrovoľníci len myšlienkou splniť rôzne úlohy, ktoré si vyžadovali zapojenie dvoch až troch prstov.
Výsledky autori štúdie dosiahli aj tým, že do rozhrania implementovali novú dekódovaciu stratégiu na báze hĺbkového učenia. Pomáhala im aj sieť jemne vyladených mechanizmov, ktoré dovoľovali nepretržité dekódovanie neinvazívnych EEG signálov.
Autori štúdie ale vo svojej práci nekončia. Hoci je schopnosť ovládať jednotlivé prsty myšlienkou obrovským míľnikom, vedci chcú motorické vlastnosti na úrovni prstov ešte vylepšiť. Cieľom je, aby mohli ľudia pomocou myšlienky napríklad pohodlne písať na klávesnici aj s robotickou rukou.
“Poznatky získané v tejto práci nám mimoriadne pomôžu pri zlepšovaní presnosti alebo rýchlosti ovládania robotickej ruky pomocou BCI rozhrania. Veríme, že v budúcnosti dokážeme priniesť zariadenie, ktoré je skutočne praktické a môže nájsť široké uplatnenie,” hovoria autori štúdie.
Rozhrania mozog-počítač môžu predstavovať revolúciu
Množstvo vedeckých výskumov sa zaujíma o možný potenciál BCI rozhraní. Výnimkou nie je ani čínska startup spoločnosť NeuroXess, ktorá začiatkom roka predstavila svoje prelomové flexibilné BCI rozhranie. Cez toto rozhranie dokázali v reálnom čase dekódovať reč pacienta. Viac o tejto technológii nájdeš v našom článku.
Komentáre