Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

«Робот-аватар» для паралитиков

В Швейцарии создали «робота-аватара» для полностью парализованных людей

N+1 

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) представили конечный результат своего многолетнего проекта по созданию дистанционно управляемого подвижного робота, командовать которым можно с помощью «силы мысли». Описание всех разработанных проектов опубликовано в специальном выпуске Proceedings of the IEEE, посвященного нейроинтерфейсам мозг-компьютер (Muller-Putz et al., Towards Noninvasive Hybrid Brain–Computer Interfaces: Framework, Practice, Clinical Application, and Beyond).

В экспериментах и тестировании роботов участвовали 19 добровольцев – 10 здоровых людей и 9 полностью парализованных. В течение нескольких недель ученые анализировали их электроэнцефалограмму, событийно-связанные потенциалы мозга и электромиограмму. Все полученные сырые данные переводились в форму, понятную компьютеру.

В основном ученые использовали сенсомоторный Мю-ритм – аркообразные волны, регистрируемые в спокойном состоянии в зонах мозга отвечающих за движение и сенсорные ощущения, связанные с телом. Известно, что в случае активации моторной коры, амплитуда Мю-ритма падает, причем, даже если само действие не совершается, а только представляется.  Этот феномен можно отследить и научить компьютер распознавать его, что дает возможность управлять чем-либо, представляя мысленно какие-либо движения.

Второй использованный показатель – Р300. Это поздний компонент событийно-связанных потенциалов, возникающий, например, когда необходимо принять решение при выборе того или иного действия в сложной сенсомоторной реакции (Предположим, у нас появляется одна синяя вспышка на десять красных, с разной вероятностью. Нажимать на кнопку нужно только при синей – в этом случае в ответ на каждую вспышку будет формироваться вызванный потенциал, а его поздний компонент Р300 будет отображать принятие решений испытуемым). 

Схематическое изображение событийно-связанного потенциала. Р3 – компонент Р300.
Изображение: Wikimedia Commons

Однако наиболее новаторским стало разделение управления между человеком и компьютером. Робот использует собственные сенсоры для обхода и преодоления препятствий, отдавая человеку возможность принимать «генеральные» решения, типа поворота в ту и или иную сторону, входа в помещение и т.д.

После анализа ЭЭГ, ССП и ЭМГ, с применение к ним алгоритмов машинного обучения, требовалась еще примерно 10 дней тренировки пользователей. После чего они могли управлять двумя модификациями робота. 

Первая модификация состоит из самоходной тележки с монитором и видеокамерой. Пациент может видеть с помощью камеры, куда направляется робот, и кто ему встречается. Благодаря программе Skype все могут видеть лицо пациента на мониторе и разговаривать с ним. Вторая модификация представляет собой самоходную инвалидную коляску, управляемую «силой мысли», чтобы не перегружать пациента, она также снабжена датчиками и сонарами, позволяющими роботу самостоятельно избегать столкновений. 

Обе модификации потенциально могут вывести парализованных людей на совершенно новый уровень независимости и самообслуживания. Подвижный робот позволит прикованным к постели людям гулять и общаться с другими, не выходя из дома, а коляска – уже самостоятельно перемещаться.

В 2012 году ученым удалось создать управляемую с помощью мысленных команд робо-руку, при помощи которой парализованная пациентка научилась себя кормить и поить. В том же году французская команда продемонстрировала усовершенствованную версию ASIMO, которой тоже можно было управлять дистанционно. А в далеком 1988 году Фарвелл и Дончин применили Р300 для создания первой «виртуальной клавиатуры», которая стала важнейшим прототипом и провозвестником всех будущих нейроинтерфейсов. 

В настоящий момент швейцарская группа работает над переводом своих разработок в автономный, мобильный, независимый от лаборатории режим; созданием нейротрансплантов и экзоскелетов, которые позволят совершать парализованным людям действия руками под управлением мозга, но без участия мышц.


Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
26.06.2015

Читать статьи по темам:

интерфейс мозг-компьютер мозг травма Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Виртуальный спинной мозг

Neurobridge обеспечивает связь между мозгом и мышцами в обход поврежденного участка спинного мозга, позволяя двигать пальцами парализованной руки. До сих пор подобного эффекта удавалось достичь лишь при управлении бионическими конечностями.

читать

Интерфейс головной мозг – компьютер – спинной мозг

С помощью имплантатов, введённых в головной и спинной мозг разных обезьян, удалось добиться передачи двигательных нервных импульсов от одной особи к другой. В перспективе эта технология должна вернуть подвижность парализованным людям.

читать

Будь внимателен на трассе!

Австралийская компания Emotiv разработала систему обеспечения безопасности движения, которая с помощью нейрогарнитуры и датчиков положения головы автоматически замедляет автомобиль при обнаружении признаков невнимательности водителя.

читать

Глюкоза – источник бесперебойного питания

Элементы питания, работающие на глюкозе, можно будет использовать в имплантатах спинного мозга, которые позволят парализованным пациентам снова двигать конечностями.

читать

На пути к телепатии

Дальнейшее развитие технологии ‘Brain-to-Text’ может стать первым шагом на пути создания систем мысленного управления компьютерами и другой техникой, новых технологий общения между людьми и многого другого.

читать

Протез с беспроводным управлением

Американские биотехнологи создали уникальный протез руки, который подключается к мозгу через простую «шапку» для ЭЭГ и не требует имплантации электродов в кору мозга или других инвазивных медицинских процедур.

читать