Kamień milowy w kontrolowaniu protez za pomocą mózgu

26 Czerwca 2019, 10:33 proteza rehabilitacja wyrob medyczny

Naukowcy stworzyli robotyczne ramię sterowane za pomocą nieinwazyjnego interfejsu mózg-komputer. Kontrola nad protezą jest płynna i ciągła, co wcześniej było zarezerwowane jedynie w przypadku systemów z implantami mózgu  

Zespół naukowców z Carnegie Mellon University, we współpracy z University of Minnesota, dokonał przełomu w dziedzinie nieinwazyjnej kontroli protez robotycznych. Korzystając z nieinwazyjnego interfejsu mózg-komputer (Brain-Computer-Interface BCI), naukowcy opracowali pierwsze w historii ramię robotyczne sterowane umysłem, wykazujące zdolność ciągłego śledzenia i podążania za komputerowym kursorem.

Do tej pory BCI z powodzeniem w ciągłym kontrolowaniu robotycznych ramion stosowano z wykorzystaniem inwazyjnego implantu mózgu. Instalacja i obsługa implantów wymaga jednak znacznej wiedzy medycznej i chirurgicznej. Wiąże się to także z kosztami i wysokim ryzykiem dla pacjenta, w związku z czym ich użycie zostało ograniczone do zaledwie kilku przypadków klinicznych.

Drugą drogą do kontroli robotycznego ramienia jest opracowanie całkowicie nieinwazyjnej technologii, która pozwoliłaby sterować urządzeniem dzięki "odczytaniu" fal mózgowych sterującego. Jednak BCI, w którym nie stosowano by implantów mózgu odczytują „zniekształcone” sygnały, co prowadzi do mniejszej rozdzielczości i mniej precyzyjnej kontroli.

Badacze są już od krok od rewolucji - stworzyli nieinwazyjny interfejs mózg-komputer, dzięki któremu kontrola urządzeń za pomocą myśli przebiega płynnie i w czasie rzeczywistym.

Używając nowych technik wykrywania i uczenia maszynowego, naukowcy uzyskali dostęp do sygnałów głębokich w mózgu, uzyskując wysoką rozdzielczość kontroli nad ramieniem robota. Dzięki nieinwazyjnemu neuroobrazowaniu i nowatorskiemu paradygmatowi ciągłego śledzenia skutecznie udało się nauczyć komputer dekodowania  sygnałów i uzyskano możliwość kontrolowania urządzenia w czasie rzeczywistym.

W testach wykazano, że starowane za pomocą nowego BCI robotyczne ramię może śledzić pokazujący się na ekranie kursor w sposób ciągły. Do tej pory zautomatyzowane ramiona kontrolowane przez ludzi w sposób nieinwazyjny podążały za poruszającym się kursorem w nierównych ruchach - tak jakby ramię robota próbowało „nadrobić” polecenia mózgu 

- Dokonano znacznych postępów w sterowanych umysłowo urządzeniach robotycznych wykorzystujących implanty mózgu, ale ostatecznym celem jest w pełni nieinwazyjny system – mówił Bin He Carnegie Mellon University. - Ta praca stanowi ważny krok w kierunku nieinwazyjnego BCI, technologii, która pewnego dnia może stać się wszechobecną technologią wspomagającą życie pacjentów – dodał.

Źródło: Carnegie Mellon + Engineering

JK

Dziękujemy! Twój komentarz został pomyślnie dodany i oczekuje na moderację.

Dodaj komentarz