211service.com
Spēlē klavieres ar robotu roku
Pieskaroties tieši smadzeņu elektriskajiem signāliem, Džona Hopkinsa universitātes Baltimorā zinātnieki ir ceļā, lai izstrādātu roku protēzi, kas ir izveicīgāka nekā jebkad agrāk. Viņi pirmo reizi ir pierādījuši, ka no pērtiķa smadzenēm reģistrētā neironu darbība var kontrolēt robotas rokas pirkstus, liekot tai spēlēt vairākas notis uz klavierēm.
Robotiskā roka: Zinātnieki izstrādā neironu saskarni, kas var izmantot signālus smadzenēs, lai kontrolētu robotas rokas pirkstus, kā parādīts šeit.
Mēs ceram, ka galu galā mēs spēsim pastāvīgi implantēt līdzīgus masīvus cilvēku motoriskajā garozā, saka Marks Šībers , neirozinātnieks Ročesteras Universitātē Ņujorkā, kurš strādā pie projekta. Tomēr pētnieki brīdina, ka neironu saskarnes praktiskā cilvēka versija vēl ir tālu.
Lielākā daļa pašlaik pieejamo protēžu roku ir ierobežotas ar spīļveida satveršanas kustību. Būtiski uzlabotā versija, kas tirgū nonāca pagājušajā nedēļā, izmanto muskuļu kontrakcijas rokās, lai individuāli kontrolētu pirkstus. (Skatiet Roku ievainotajiem.) Lai gan šāda veida dizains ir milzīgs ieguvums amputētajiem, viņu nodoma pārvēršana darbībā, izmantojot muskuļu aktivitāti, ir vajadzīgas apzinātas pūles. Ilgtermiņā zinātnieki vēlētos izstrādāt protēzi, kuru bez piepūles kontrolētu lietotāja domas. Ja jūs varat pieskarties smadzenēm, jūs varat ierakstīt no pašām smadzenēm roku un pirkstu kustības nolūku, saka Nitišs Takors , Džona Hopkinsa neiroinženieris, kurš strādā pie projekta.
Līdz šim zinātnieki ir izveidojuši neironu saskarnes, kas dažos eksperimentālos gadījumos ļauj pērtiķiem un paralizētiem pacientiem izmantot savu smadzeņu darbību, lai sasniegtu un satvertu robotu roku. (Skatiet Smadzeņu mikroshēmas, kas paralizētiem pacientiem piešķir jaunas pilnvaras.) Tomēr pašlaik radītajām sarežģītākām protēžu rokām ir nepieciešams precīzāks kontroles līmenis. Attīstoties ļoti veiklajai protēžu rokai, mums tagad ir motivācija mēģināt kontrolēt atsevišķus pirkstus, saka Thakor.
Multivide
Noskatieties, kā neironu darbība tiek pārvērsta robotu pirkstu kustībās.
Skatieties, kā robota roka, ko kontrolē nervu darbība, spēlē 'Frère Jacques'.
Lai izveidotu neironu saskarni, pētnieki reģistrēja smadzeņu šūnu aktivitāti no pērtiķiem, kad tie dažādos veidos kustināja pirkstus. (Iepriekš ir pierādīts, ka noteikta motora garozas daļa kontrolē pirkstu kustību.) Pēc tam zinātnieki izveidoja algoritmus, lai atšifrētu šos smadzeņu signālus, identificējot specifiskos aktivitāšu modeļus, kas saistīti ar noteiktām kustībām. Kad dekodēšanas sistēma tika savienota ar robotu roku un baroja jaunus neironu aktivitāšu modeļus, plaukstas pirksti veica paredzēto kustību 95 procentus laika. Rezultāti ir ārkārtīgi iepriecinoši, saka. Krišna Šenojs , Stenfordas universitātes neirozinātnieks, kurš nav iesaistīts pētījumā. Pētnieki iepazīstināja ar savu atklājumiem Neironu inženierijas konferencē šī gada sākumā.
Šie sākotnējie eksperimenti tika veikti bezsaistē, kas nozīmē, ka smadzeņu darbība tika reģistrēta un pēc tam ievadīta sistēmā vēlāk. Taču pētnieki plāno tiešraidi nākamo sešu mēnešu laikā. Pērtiķi, kuriem implantēts ierakstīšanas elektrodu klāsts, tiks tieši savienoti ar protēzes rokas virtuālo versiju, kas pašlaik tiek izstrādāta. Pēc tam zinātnieki noteiks, cik labi šie dzīvnieki, kas ir apmācīti veikt noteiktas roku kustības, var izmantot savu smadzeņu darbību, lai reāllaikā kontrolētu virtuālo roku.
Lai gan provizoriskie rezultāti ir aizraujoši, zinātniekiem ir tāls ceļš ejams, lai viņi varētu atdarināt patieso rokas veiklību. Katram pirkstam ir trīs vai četras brīvības pakāpes, kas jākontrolē: saliekšana un pagarināšana katrā no trim locītavām, kā arī pievienošana un nolaupīšana, saka Šībers. Papildus tam ir sarežģīti pārvietot piecus atsevišķus pirkstus, dažreiz unisonā un dažreiz neatkarīgi.
Zinātnieki vēl nezina, vai viņu izveidotā dekodēšanas sistēma spēs veikt unikālas darbības - kustības, kas nebija daļa no sākotnējā repertuāra, ko izmantoja dekodētāja izveidei. Ilgtermiņā mēs vēlamies, lai [pērtiķis] varētu darīt visu, ko viņš šobrīd var iedomāties, saka Šībers. Bet vēl viens izaicinājums ir panākt, lai dekodēšanas algoritms šādi vispārinātu.