يعد الاستخدام اليومي للروبوتات والأطراف الاصطناعية العصبية التي يتحكم فيها الدماغ هو الوعد الأسمى لواجهة الدماغ والآلة (BMI) للأشخاص الذين يعانون من إعاقات حركية شديدة. دراسة جديدة أجراها جامعة تكساس في أوستن يأخذ خطوة إلى الأمام بالنسبة لواجهات الدماغ والآلة - أنظمة الكمبيوتر التي تحول نشاط العقل إلى عمل.
في هذه الدراسة، تمكن العديد من الأشخاص ذوي الإعاقات الحركية من تشغيل كرسي متحرك يترجم أفكارهم إلى حركة. تعتبر الدراسة مهمة أيضًا بسبب المعدات غير الجراحية المستخدمة لتشغيل كرسي للمقعدين.
وقال خوسيه ديل آر ميلان، الأستاذ في قسم عائلة تشاندرا للهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر بكلية كوكريل للهندسة، والذي قاد فريق البحث الدولي: "لقد أثبتنا أن الأشخاص الذين سيكونون المستخدمين النهائيين لهذه الأنواع من الأجهزة يمكنهم التنقل في بيئة طبيعية بمساعدة واجهة الدماغ والجهاز".
لقد تم التحقيق في فكرة الكرسي المتحرك الذي يعمل بالفكر لسنوات. ومع ذلك، فقد اعتمدت معظم الجهود على الأشخاص غير ذوي الإعاقة أو المحفزات التي تجعل الكرسي المتحرك يتحكم في المستخدم بدلاً من العكس.
في هذه الحالة، قام ثلاثة أشخاص مصابين بالشلل الرباعي - عدم القدرة على تحريك ذراعيهم وساقيهم بسبب إصابات العمود الفقري - بتشغيل الكرسي المتحرك بدرجات متفاوتة من النجاح في بيئة طبيعية فوضوية. استحوذت الواجهة على نشاط المخ، وقامت خوارزمية التعلم الآلي بتحويلها إلى تعليمات لتشغيل الكرسي المتحرك.
لاحظ العلماء ، "هذه علامة على الجدوى التجارية المستقبلية للكراسي المتحركة التي تعمل بالطاقة العقلية والتي يمكن أن تساعد الأشخاص ذوي الوظائف الحركية المحدودة."
"تعد الدراسة مهمة أيضًا بسبب المعدات غير الجراحية المستخدمة لتشغيل الكرسي المتحرك."
والمثير للدهشة أن العلماء لم يزرعوا أي جهاز في المشاركين أو يستخدموا أي نوع من التحفيز عليهم. كان على المشاركين ارتداء قبعة بها أقطاب كهربائية تسجل النشاط الكهربائي للدماغ، المعروف باسم الرسم الكهربائي للدماغ (EEG). وتم تضخيم هذه الإشارات الكهربائية ونقلها إلى جهاز كمبيوتر، لترجمة أفكار كل مشارك إلى أفعال.
كان هناك ديناميكيتان مهمتان ساهمتا بشكل رئيسي في نجاح الدراسة. الأول ينطوي على برنامج تدريبي للمستخدمين.
تم تعليم تقنيات تصور تحريك الكرسي للمستخدمين بنفس الطريقة التي تعلموا بها تحريك أيديهم وأقدامهم. تغير نشاط دماغ المشاركين في الدراسة عندما أعطوا الأوامر، وتمكن العلماء من مراقبة هذه التغييرات.
المساهم الثاني مستعار من الروبوتات. ومن أجل فهم أفضل لما يحيط بهم، قام العلماء بتجهيز كراسيهم المتحركة بأجهزة استشعار. بالإضافة إلى ذلك، استخدموا برنامج ذكاء آلي لمساعدة الكرسي المتحرك على التحرك بدقة وأمان عن طريق ملء الفجوات في أوامر المستخدمين.
ميلان محمد, "إنه يعمل كثيرًا مثل ركوب الخيل. يمكن للراكب أن يطلب من الحصان أن يتجه يسارًا أو يدخل البوابة. لكن سيتعين على الحصان في نهاية المطاف أن يكتشف الطريقة المثلى لتنفيذ تلك الأوامر.
يشمل أعضاء الفريق في المشروع لوكا تونين من جامعة بادوفا في إيطاليا؛ سيرافيم بيرديكيس من جامعة إسيكس في المملكة المتحدة؛ وتايلان دنيز كوزو، وخورخي باردو، وتوماس أرمين شيلدهاور، وميركو آش، ورامون مارتينيز أوليفيرا من جامعة الرور في بوخوم في ألمانيا؛ باستيان أورسيت من مدرسة البوليتكنيك الفيدرالية في لوزان في سويسرا؛ وكيوهوا لي من مركز ويس للهندسة الحيوية والعصبية في سويسرا.
المرجع مجلة:
- لوكا تونين وآخرون. تعلم كيفية التحكم في كرسي متحرك يعتمد على مؤشر كتلة الجسم للأشخاص المصابين بالشلل الرباعي الشديد. iScience. دوى: 10.1016 / j.isci.2022.105418
