Команда исследователей из Университета Карнеги-Меллона, совместно с Университетом Миннесоты, совершил прорыв в области неинвазивного контроля робототехнических устройств. Используя неинвазивный интерфейс мозг-компьютер (ИМК), исследователи разработали первый в мире удачных виду контролируемой роботизированной руки, проявляющие способность постоянно отслеживать и следить за компьютерным курсором.
Возможность неинвазивно управления робототехническими устройствами, используя только мысли будут иметь широкие применения, в частности обеспечить благополучную жизнь парализованных пациентов и пациентов с двигательными нарушениями.
Биков было показано, что для достижения хороших показателей для управления робототехническими устройствами, используя только сигналы зондирования с мозговыми имплантатами. Когда робототехнических устройств можно контролировать с высокой точностью, они могут быть использованы для выполнения различных повседневных задач. До сих пор, однако, Биков успеха в борьбе с роботизированными руками используют инвазивные импланты мозга. Эти имплантаты требуют большого количества медицинских и хирургических знаний для правильной установки и эксплуатации, не говоря уже о стоимости и потенциальных рисков для субъектов, и как таковые, их использование ограничено только в нескольких клинических случаях.
Большой проблемой в БКИ исследования заключается в разработке менее инвазивных или даже полностью неинвазивную технологию, которая позволит парализованным пациентам управлять их среде или роботизированными конечностями, используя их собственные «мысли». Такая технология неинвазивного БКИ, в случае успеха принес бы такую столь необходимую технологию для многочисленных пациентов И даже потенциально в общей популяции.
Однако, Биков, которые используют неинвазивный внешний датчик, а не мозговые импланты, получают «грязнее» сигналов, что приводит к текущей меньшее разрешение и менее точный контроль. Таким образом, при использовании только мозг контролировать роботизированную руку, атравматичный БКИ не выдерживают с помощью вживленных устройств. Несмотря на это, исследователи БКИ пошли дальше, их глаза на приз, мало — или неинвазивные технологии, которые могли бы помогать всем пациентам ежедневно.
Бен он, профессор попечитель и начальник Отдела биомедицинской инженерии в Университете Карнеги-Меллон, достижения этой цели, одним из ключевых открытий в то время.
«Есть значительные подвижки в сознании управляемого робототехнического устройства с помощью имплантатов мозга. Это отличная науки», — говорит он. «Но неинвазивного является конечной целью. Авансы в нервных декодирования и практической полезности неинвазивного контроля роботизированная рука будет иметь серьезные последствия для последующего развития неинвазивной neurorobotics».
С помощью новых датчиков и методов машинного обучения, он и его лаборатории удалось получить доступ к сигналы глубоко внутри мозга, достижения высокого разрешения контролировать роботизированную руку. С неинвазивной нейровизуализации и Роман парадигмы непрерывного преследования, он преодолевает шумно ЭЭГ сигналов, что приводит к значительному улучшению ЭЭГ на основе нейронного декодирования, и облегчения в режиме реального времени непрерывный 2Д робототехнические устройства управления.
С помощью неинвазивного BCI для того чтобы контролировать роботизированную руку, которая следит за курсором на экране компьютера, впервые, он показал на человека, что роботизированная рука теперь может постоянно следовать за курсором. А роботов-манипуляторов, управляемых людьми неинвазивно, кто ранее следовал за движущимся курсором в отрывистых, дискретных движений-словно манипулятор пытается «догнать» до мозга команды-теперь, рука следует за курсором в плавный, непрерывный контур.
В статье, опубликованной в Science робототехники, команда создала новую концепцию, которая рассматривает и улучшает на «мозг» и «компьютерной» компоненты БКИ за счет увеличения вовлеченности пользователей и обучение, а также пространственное разрешение неинвазивный нейронных данных с помощью ЭЭГ-источник воображения.
В статье, «неинвазивной нейровизуализации способствует непрерывной нейронной слежения за роботизированное устройство контроля» показывает, что команда уникальный подход к решению этой проблемы не только повышенной БКИ обучения почти на 60% для традиционных центров-задач, это также способствовало постоянное слежение за компьютерным курсором более 500%.
Эта технология также имеет приложения, которые могут помочь множеству людей, предлагая безопасный, неинвазивный «контроль над разумом» устройств, которые могут позволить людям взаимодействовать и контролировать свое окружение. Технология, на сегодняшний день, были протестированы в 68 трудоспособных людей (до 10 сеансов по каждому предмету), включая виртуальные устройства управления и контролировать роботизированную руку для непрерывного преследования. Технология применяется непосредственно для пациентов, и команда планирует провести клинические испытания в ближайшем будущем.
«Несмотря на технические проблемы, используя неинвазивный сигналы, мы в полной мере привержены делу это безопасная и экономичная технология для людей, которые могут извлечь из этого пользу», — говорит он. «Эта работа представляет собой важный шаг в неинвазивных интерфейсов мозг-компьютер, технология, которая когда-нибудь может стать повсеместной вспомогательные технологии пособничество всем, как смартфоны».
Эта работа была поддержана в части Национальным центром для комплементарной и интегративной здравоохранения, Национального института неврологических расстройств и инсульта Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии, Национальный институт психического здоровья.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!