211service.com
Groti pianinu su robotine ranka
Tiesiogiai prisiliesdami prie smegenų elektrinių signalų, Baltimorės Džono Hopkinso universiteto mokslininkai ruošiasi sukurti plaštakos protezą, vikresnę nei bet kada anksčiau. Jie pirmą kartą įrodė, kad beždžionės smegenų nervinė veikla gali valdyti roboto rankos pirštus, todėl ji groja keliomis natomis fortepijonu.
Robotinė ranka: Mokslininkai kuria neuroninę sąsają, kuri gali naudoti signalus smegenyse valdyti roboto rankos pirštus, parodyta čia.
Tikėkimės, kad galiausiai galėsime visam laikui implantuoti panašias matricas į žmonių motorinę žievę, sakoma. Markas Šiberis , neurologas iš Ročesterio universiteto Niujorke, dirbantis su projektu. Tačiau mokslininkai perspėja, kad praktinė žmogaus neuroninės sąsajos versija dar toli.
Dauguma šiuo metu turimų rankų protezų apsiriboja nagų formos griebimo judesiu. Gerokai patobulinta versija, kuri rinkoje pasirodė praėjusią savaitę, naudoja rankų raumenų susitraukimus, kad būtų galima individualiai valdyti pirštus. (Žr. „Ranka sužeistiesiems“.) Nors tokio tipo dizainas yra didžiulis palaima amputuotiems asmenims, norint, kad jų ketinimai pradėti veikti raumenų veikla, reikia sąmoningų pastangų. Ilgainiui mokslininkai norėtų sukurti protezą, kurį be vargo valdytų vartotojo mintys. Jei galite patekti į smegenis, iš pačių smegenų galite įrašyti rankos ir piršto judėjimo ketinimą, sako Nitish Thakor , John’s Hopkins neuroinžinierius, dirbantis su projektu.
Iki šiol mokslininkai sukūrė neuronines sąsajas, leidžiančias beždžionėms (ir keliais eksperimentiniais atvejais paralyžiuotiems pacientams) panaudoti savo smegenų veiklą, kad pasiektų ir sugriebtų roboto ranką. (Žr. „Smegenų lustai“ paralyžiuotiems pacientams suteikia naujų galių.) Tačiau šiuo metu kuriamoms sudėtingesnėms rankų protezėms reikia geresnio valdymo lygio. Sukūrę labai vikrią rankų protezą, dabar turime motyvaciją pabandyti valdyti atskirus pirštus, sako Thakoras.
Multimedija
Stebėkite nervinės veiklos pavertimą robotų pirštų judesiais.
Stebėkite robotų ranką, valdomą nervų veiklos, žaiskite „Frère Jacques“.
Kad sukurtų neuroninę sąsają, tyrėjai užfiksavo beždžionių smegenų ląstelių veiklą, kai jos įvairiais būdais judino pirštus. (Anksčiau buvo įrodyta, kad tam tikra motorinės žievės dalis kontroliuoja pirštų judesius.) Tada mokslininkai sukūrė algoritmus šiems smegenų signalams iššifruoti, nustatydami specifinius veiklos modelius, susijusius su konkrečiais judesiais. Kai dekodavimo sistema buvo prijungta prie roboto rankos ir maitinama naujais nervinės veiklos modeliais, plaštakos pirštai 95 procentus laiko atlikdavo numatytą judesį. Rezultatai labai džiuginantys, sakoma. Krišna Šenojaus , Stanfordo universiteto neurologas, kuris nedalyvauja tyrime. Tyrėjai pristatė savo išvadų šių metų pradžioje vykusioje neuronų inžinerijos konferencijoje.
Šie pradiniai eksperimentai buvo atlikti neprisijungus, o tai reiškia, kad smegenų veikla buvo užregistruota ir vėliau įtraukta į sistemą. Tačiau mokslininkai planuoja gyvą demonstraciją per ateinančius šešis mėnesius. Beždžionės, kurioms implantuoti įrašymo elektrodai, bus tiesiogiai prijungtos prie virtualios rankos protezavimo versijos, kuri šiuo metu kuriama. Tada mokslininkai nustatys, kaip gerai šie gyvūnai, išmokyti atlikti konkrečius rankų judesius, gali panaudoti savo smegenų veiklą virtualiai rankai valdyti realiu laiku.
Nors preliminarūs rezultatai yra įdomūs, mokslininkai turi nueiti ilgą kelią, kol galės imituoti tikrąjį rankos miklumą. Kiekvienas pirštas turi tris ar keturis laisvės laipsnius, kuriuos reikia kontroliuoti: lenkimą ir pratęsimą kiekviename iš trijų sąnarių, taip pat pritraukimą ir pagrobimą, sako Schieber. Be to, sudėtinga judinti penkis atskirus pirštus, kartais kartu, o kartais atskirai.
Mokslininkai dar nežino, ar jų sukurta dekodavimo sistema galės atlikti unikalius veiksmus – judesius, kurie nebuvo originalaus repertuaro, naudojamo kuriant dekoderį, dalis. Ilgainiui norime, kad [beždžionė] galėtų daryti viską, ką tik dabar sugalvoja, sako Schieber. Tačiau taip apibendrinti dekodavimo algoritmą yra dar vienas iššūkis.