luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Category:

Создана первая в мире управляемая силой мысли роботизированная рука

Инженеры из Университета Карнеги – Меллона в сотрудничестве со специалистами из Миннесотского университета совершили настоящий прорыв в области разработки неивазивных методов управления роботизированным устройством. Используя неинвазивный нейрокомпьютерный интерфейс (BCI) ученые создали первую в мире роботизированную руку, управляемую человеческим мозгом и обладающую возможностью следить за направлением курсора мыши на экране компьютера. Как отмечает портал Tech Explore, сообщающий о разработке, возможность использования неинвазивного метода управления роботизированными устройствами будет иметь широкий спектр применений. Например, данная технологий может оказаться очень полезной для парализованных людей.



Недостатки современных нейрокомпьютерных интерфейсов

В прошлом нейрокомпьютерные интерфесы уже показывали весьма высокую точность управления роботизированными объектами, однако для этого использовались специальные имплантаты, которые вживлялись в мозг человека и отслеживали нужные сигналы. Внедрение этих имплантатов – весьма сложная и довольно опасная задача, требующая хирургического вмешательства. Помимо этого, такие устройства очень дорого стоят, а на деле могут оказаться весьма ограниченными в своих возможностях. Поэтому подобные механизмы применяются в очень редких случаях.

Одной из основных текущих задач сферы разработки нейрокомпьютерных интерфейсов является создание менее инвазивных, а лучше – полностью неинвазивных технологий, которые позволят парализованным людям управлять своим окружением или роботизированными конечностями силой своих мыслей, чем помогут миллионам человек по всему миру улучшить качество своей жизни.

Проблема заключается в том, что использование неинвазивных нейрокомпьютерных интерфейсов, которые собирают информацию о сигналах мозга через внешние электроды, а не через имплантируемые в мозг чипы, сопровождается передачей вместе сигналами мозга количества «шума», который снижает точность управления. Поэтому неивазивные методы мысленного управления роботизированными устройствами сильно проигрывают технологиям с использованием имплантатов. Несмотря на это, разработчики не сдаются и пытаются создать более точные методы управления, которые не будут требовать хирургического вмешательства.

И, похоже, заведующему кафедрой биомедицинской инженерии Университета Карнеги – Меллона, профессору Бину Хе это удалось.

«В сфере разработки роботизированных устройств с управлением силой мысли через специальные мозговые имплантаты достигнуты значительные успехи. Это действительно так. Однако ключевой целью подобных разработок является создание неинвазивных методов. Достижения в области нейронного декодирования и практическая полезность неинвазивного контроля роботизированными руками окажут важнейшее влияние на развитие неинвазивной нейробиотики», — комментирует Хе.

Первая в мире управляемая силой мысли роботизированная рука

Используя новые методы сенсорных технологий и машинного обучения Хе вместе со своей командой смог получить доступ к глубинным сигналам мозга, достигнув высокой точности управления роборукой. Благодаря неинвазивной нейровизуализации и новой парадигме непрерывного преследования, система научилась преодолевать шумные сигналы ЭЭГ, что привело к значительному улучшению нейронного декодирования и облегчило непрерывное управление роботизированными устройствами в режиме реального времени.

Используя неинвазивный BCI для управления роботизированной рукой, которая отслеживает курсор на экране компьютера, Хе с командой впервые продемонстрировал, что манипулятор теперь может непрерывно следовать за курсором. Ранее подобные устройства следовали за движением курсора резкими, дискретными движениями, как будто пытались «догнать» команды мозга – теперь конечность следует за курсором плавно и непрерывно.

В статье, опубликованной в журнале Science Robotics, команда описывает создание новой платформы, которая направлена на улучшение «мозговых» и «компьютерных» компонентов BCI за счет повышения вовлеченности пользователей и их обучения, а также усовершенствования пространственного разрешения неинвазивных нейронных данных посредством визуализации источников ЭЭГ.

В статье указано, что уникальный подход команды к решению этой проблемы улучшил систему обучения BCI почти на 60 процентов для традиционных задач центрирования, а также повысил качество непрерывного отслеживания компьютерного курсора более чем на 500 процентов.

К настоящему моменту система была проверена с участием 68 работоспособных людей (до 10 сеансов для каждого), людях (до 10 сеансов для каждого субъекта), включая управление виртуальным устройством и управление роботизированной рукой для непрерывного преследования. Клинические испытания технологии с участием настоящих пациентов ученые планируют начать проводить в самом ближайшем будущем.



Видео одного из участников эксперимента, использующего виртуальный курсор с помощью нейрокомпьютерного интерфейса, а также роботизированной руки, управляемой силой мысли для выполнения задачи по непрерывному контролю случайно двигающейся цели

«Несмотря на технические проблемы с использованием неинвазивных сигналов, мы полностью привержены тому, чтобы донести эту безопасную и экономичную технологию до людей, которые могут извлечь из нее пользу», – говорит Хе.

«Эта работа представляет собой важный шаг в развитии неинвазивных компьютерно-мозговых интерфейсов – технологии, которая когда-нибудь может стать повсеместной вспомогательной системой, помогающей людям, как смартфоны».


Tags: нейроинтерфейс
Subscribe

Posts from This Journal “нейроинтерфейс” Tag

promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 29
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное образование, бакалавриат, магистратура,…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments