или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Исследователи экспериментируют с новым беспроводным интерфейсом (+видео)

schedule 09.03.2016 в 06:47 link коммуникация с роботом
Ученые из университета Дьюка продемонстрировали беспроводной интерфейс мозг-машина (BMI), который позволяет обезьянам передвигаться в роботизированный инвалидной коляске силой мысли, - сообщает Robotics.ua.

«Это первый беспроводной BMI интерфейс, который дал высококачественные сигналы для точного управления движениями инвалидного кресла в режиме реального времени», - говорит Мигель Николелис, профессор неврологии в университете Дьюка. - «Даже у пациентов с тяжелой формой инвалидности, которые не могут двигать любую часть своего тела, есть возможность использовать это устройство для передвижения».

Ранние результаты

Николелис и его коллеги впервые проводили исследования интерфейса мозг-машина в 1999 году на крысах. С тех пор команда сделала несколько демонстраций на приматах с использованием сигналов мозга для управления протезами рук, передовыми устройствами и компьютерами и даже с получением тактильных сигналов. Несмотря на все эти захватывающие достижения, надежных, долговечных имплантатов, которые дают высококачественные сигналы, не хватало для человеческих испытаний и полноценного использования.

Этот новый BMI, наконец, дает надежду на успех по нескольким причинам. До сих пор исследователи использовали неинвазивные EEG электроды, прикрепленные к коже головы для мысленного контроля инвалидных колясок. Но низкочастотные сигналы не содержат достаточно информации, чтобы обеспечить непрерывный в режиме реального времени контроль над машинами. Более сложные имплантаты мозга полагались на провода, соединяющие вживленный электрод с внешними компьютерами, что увеличивало риск заражения и было просто непрактично.

Другим недостатком этих подходов прошлого было то, что все они производят движения инвалидного кресла путем записи и воспроизведения сигналов мозга для движения рук. «Я был очень критично настроен по поводу попыток использовать жесткие электроды и зонды в организме человека на людях в клинических испытаниях», - говорит Николелис. «То, что я видел, было посредственным результатом работы имплантатов, которые не могут служить дольше пары недель».

Читайте также: EPFL: инвалиды управляют роботом телеприсутствия силой мысли

Нынешние успехи



В новом исследовании ученые смогли расшифровать нервные сигналы для движения всего тела через 2-D пространство. Они превратили это в поступательные и вращательные скорости для инвалидного кресла так, что обезьяна с имплантатом BMI смогла перемещаться на коляске в сторону приманки. Этот подход предлагает гораздо более тонкое управление инвалидным креслом.

Команда начала проводить свои эксперименты в 2012 году, когда двум обезьянам были имплантированы тончайшие микроэлектроды для контролирования около 300 нейронов. Стоит отметить, что обезьяны сидели в колясках, которые перемещались сначала по прямым линиям, а затем по более искривленным по направлению к приманке. Устройство BMI, прикрепляемое к голове животного, имело беспроводной интерфейс на 512 каналов, который посылал сигналы на компьютер. Исследователи записали нейронную активность животных, то есть то, как они воспринимали траекторию коляски. Сигналы были использованы для подготовки программы декодера.

Затем обезьяны попытались контролировать коляску силой мысли. Опять же беспроводной интерфейс послал сигналы на компьютер, а декодер сигналов перечитывал команды мозга в команды для инвалидной коляски. Со временем обезьяны получили лучший контроль над движениями и были в состоянии прибыть к приманке быстрее.

По информации robotics.ua, команда надеется записать еще больше нервных сигналов, чтобы получить более точный и надежный контроль. Они уже разработали беспроводной интерфейс, который может передавать до 1000 каналов данных.

Также захватывающим являются будущие клинические испытания. Исследователи записывали нейронную активность высокого качества у обезьян в своей лаборатории в течение семи лет. «Мы предполагаем, что этот эксперимент может длиться в течение десяти лет, что для меня было бы эталоном для проведения клинических испытаний на людях».

Видео

Комментарии: