Prva vrsta robotske ruke djeluje bez ugradnje mozga
Prvi eksperimenti znanstvenika, koji koriste neinvazivno sučelje visoke vjernosti za upravljanje robotskom rukom, bili su uspješni. U budućnosti istraživači teže usavršavanju tehnologije kako bi je učinili šire dostupnom.
Robotsko oružje i drugi robotski instrumenti možda zvuče kao futuristički razvoj, ali postoje već godinama, pomažući kirurzima i inženjerima.
Manje su uobičajene protetske robotske ruke koje ljudima koji su izgubili ud omogućuju povratak slobode kretanja.
Jedan muškarac s Floride dospio je na naslovnice 2018. godine nakon što je dobio modularni protetski ud - robotsku ruku koja je zamijenila ruku koju je 2007. izgubio zbog raka.
Čovjek može kontrolirati svoju robotsku ruku zahvaljujući "preusmjeravanju" određenih živčanih završetaka, no zasad ova proteza - koju su razvili znanstvenici sa Sveučilišta Johns Hopkins u Baltimoreu - nije dostupna drugim ljudima koji bi joj također trebali.
Drugi projekt - sa Sveučilišta u Chicagu u Illinoisu - testirao je prototip protetskih ruku na majmunima rezus makaka. Sve životinje su spašavanja s amputacijama udova zbog teških ozljeda, a sposobne su kontrolirati svoje protetske udove zahvaljujući posebnim implantatima u mozak.
Sada su istraživači sa Sveučilišta Carnegie Mellon u Pittsburghu u saveznoj državi PA i Sveučilišta Minnesota u Minneapolisu po prvi puta uspjeli koristiti neinvazivno sučelje mozak-računalo za kontrolu robotske ruke. Znanstvenici izvještavaju o svom uspjehu u studijskom radu koji se pojavljuje u časopisu Znanost Robotika.
Izuzetno poboljšana tehnologija
Profesor Bin He iz Carnegie Mellona vodi istraživački tim koji je koristio sučelje koje ne zahtijeva implantaciju mozga - što je invazivni postupak - za koordinaciju pokreta robotske ruke.
Profesor On i kolege žele razviti neinvazivnu metodu visoke vjernosti povezivanja mozga i fleksibilne protetike jer umetanje moždanih implantata ne zahtijeva samo visoku kiruršku vještinu i preciznost, već i puno novca, jer su implantati skupi. Štoviše, moždani implantati imaju brojne zdravstvene rizike, uključujući infekciju.
Svi su ovi aspekti pridonijeli malom broju ljudi koji primaju robotsku protetiku, pa su znanstvenici s Carnegie Mellona i Sveučilišta Minnesota nastojali okrenuti stolove razvijajući neinvazivnu tehnologiju.
Ipak, puno je izazova u tome, posebno činjenica da prethodna sučelja mozak-računalo nisu u stanju pouzdano dekodirati neuronske signale iz mozga, pa stoga ne mogu glatko kontrolirati robotske udove, u stvarnom vremenu.
„Postignut je veliki napredak u robotiziranim uređajima kojima se kontroliraju umovi koji koriste moždane implantate. To je izvrsna znanost ", primjećuje prof. He, komentirajući prethodne korake ka pronalaženju" pouzdane "tehnologije.
“Ali neinvazivan je krajnji cilj. Napredak u neuronskom dekodiranju i praktična korisnost neinvazivne robotske kontrole ruku imat će velike implikacije na konačni razvoj neinvazivnih neurorobotika “, dodaje.
U svom trenutnom projektu, prof. On i tim koristili su specijalizirane tehnike senziranja i strojnog učenja kako bi "izgradili" pouzdanu "vezu" između mozga i robotske ruke.
Neinvazivno sučelje mozga i računala tima uspješno je dekodiralo neuronske signale, omogućujući osobi da prvi put kontrolira robotsku ruku u stvarnom vremenu, upućujući je da kontinuirano i glatko prati pokrete kursora na zaslonu.
Profesor He i kolege pokazali su da je njihov pristup - koji je uključivao veću količinu korisničkog treninga, kao i poboljšanu metodu "prevođenja" neuronskog signala - poboljšao učenje sučelja mozak i računalo za približno 60%. Također je poboljšao kontinuirano praćenje kursora robotske ruke za preko 500%.
Do sada su istraživači testirali svoju inovativnu tehnologiju u suradnji 68 sposobnih sudionika koji su sudjelovali u do 10 sesija. Uspjeh ovih preliminarnih ispitivanja dao je znanstvenicima nadu da će na kraju uspjeti donijeti ovu tehnologiju osobama kojima je potrebna.
"Unatoč tehničkim izazovima koji koriste neinvazivne signale, u potpunosti smo predani pružanju ove sigurne i ekonomske tehnologije ljudima koji od toga mogu imati koristi", kaže prof. He.
"Ovo djelo predstavlja važan korak u neinvazivnim sučeljima mozak-računalo, tehnologija koja će jednog dana možda postati sveprisutna pomoćna tehnologija koja pomaže svima, poput pametnih telefona."
Prof. Bin He
