একজন পক্ষাঘাতগ্রস্ত ব্যক্তি তার মনকে দুটি রোবোটিক অস্ত্র নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করেছেন কেক প্লাটোব্লকচেন ডেটা বুদ্ধিমত্তা খেতে। উল্লম্ব অনুসন্ধান. আ.

একজন পক্ষাঘাতগ্রস্ত ব্যক্তি কেক খাওয়ার জন্য দুটি রোবোটিক অস্ত্র নিয়ন্ত্রণ করতে তার মন ব্যবহার করেছিলেন

সময় স্ট্যাম্প: 5 জুলাই, 2022 5:11 অপরাহ্ন
একজন পক্ষাঘাতগ্রস্ত ব্যক্তি তার মনকে দুটি রোবোটিক অস্ত্র নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করেছেন কেক প্লাটোব্লকচেন ডেটা বুদ্ধিমত্তা খেতে। উল্লম্ব অনুসন্ধান. আ.

লোকটি চেয়ারে স্থির হয়ে বসে রইল, তার সামনের টেবিলে কেকের টুকরোটির দিকে তীক্ষ্ণ দৃষ্টিতে তাকিয়ে রইল। তার মস্তিষ্কে ইলেক্ট্রোড ইমপ্লান্ট থেকে বেরিয়ে এসেছে। তার পাশে দুটি দৈত্যাকার রোবোটিক বাহু ছিল, প্রতিটি তার পুরো উপরের শরীরের চেয়ে বড়। একজনের হাতে ছুরি, অন্যজনের কাঁটা।

“খাবার কেটে খাও। শুরু করার জন্য ডান হাত এগিয়ে যান,” একটি রোবোটিক ভয়েস আদেশ দিল।

লোকটি তার আংশিক-পঙ্গু হয়ে যাওয়া ডান হাতটিকে এগিয়ে নিয়ে যাওয়ার দিকে মনোনিবেশ করেছিল। তার কব্জি সবেমাত্র মোচড়ানো, কিন্তু রোবোটিক ডান হাতটি মসৃণভাবে এগিয়ে গেল, কেকের কাছে কাঁটাচামচের ডগাটি অবস্থান করে। তার বাম হাতের আরেকটা সামান্য নড়াচড়া করে ছুরিটা এগিয়ে দিল।

বেশ কিছু আদেশের পরে, লোকটি আনন্দের সাথে তার মুখ খুলল এবং কামড়ের আকারের ট্রিটটি খেয়ে ফেলল, তার রোবোটিক অবতারের সাহায্যে ব্যক্তিগত পছন্দ অনুসারে কাটা। প্রায় 30 বছর হয়ে গেছে যখন সে নিজেকে খাওয়াতে সক্ষম হয়েছিল।

আমাদের মধ্যে বেশিরভাগই আমাদের দুটি বাহু একসাথে ব্যবহার করার বিষয়ে দুবার ভাবেন না - একটি ছুরি এবং কাঁটা দিয়ে খাওয়া, একটি বোতল খোলা, একটি প্রিয়জনকে আলিঙ্গন করা, একটি ভিডিও গেম কন্ট্রোলার পরিচালনা করা সোফায় বসে থাকা। সমন্বয় আমাদের মস্তিষ্কে স্বাভাবিকভাবেই আসে।

তবুও দুটি অঙ্গের মধ্যে এই অনায়াসে চলাচলের পুনর্গঠন বাধাগ্রস্ত হয়েছে মস্তিষ্ক-মেশিন ইন্টারফেস (BMI) বিশেষজ্ঞরা বছরের পর বছর ধরে। একটি প্রধান বাধা হ'ল জটিলতার নিছক স্তর: একটি অনুমানে, দৈনন্দিন জীবনযাত্রার কাজের জন্য রোবোটিক অঙ্গগুলি ব্যবহার করার জন্য 34 ডিগ্রি স্বাধীনতার প্রয়োজন হতে পারে, এমনকি সবচেয়ে পরিশীলিত BMI সেটআপগুলিকেও চ্যালেঞ্জ করতে পারে।

একটি নতুন গবেষণা, জনস হপকিন্স ইউনিভার্সিটির ডঃ ফ্রান্সেস্কো ভি. টেনোরের নেতৃত্বে, একটি উজ্জ্বল সমাধান খুঁজে পেয়েছেন। মেশিন লার্নিং এর জন্য রোবট ক্রমশ স্বায়ত্তশাসিত হয়ে উঠেছে। রোবোটিক অঙ্গগুলিকে নিছক যন্ত্রপাতি হিসাবে বিবেচনা করার পরিবর্তে, কেন তাদের পরিশীলিত প্রোগ্রামিংয়ে ট্যাপ করবেন না যাতে মানুষ এবং রোবট নিয়ন্ত্রণগুলি ভাগ করতে পারে?

"এই ভাগ করা নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির উদ্দেশ্য হল মস্তিষ্ক-মেশিন ইন্টারফেস এবং রোবোটিক সিস্টেমের অন্তর্নিহিত ক্ষমতাগুলিকে কাজে লাগানোর উদ্দেশ্যে, একটি 'উভয় জগতের সেরা' পরিবেশ তৈরি করা যেখানে ব্যবহারকারী একটি স্মার্ট প্রস্থেসিসের আচরণকে ব্যক্তিগতকৃত করতে পারে," বলেছেন ডঃ ফ্রান্সেস্কো টেনোর।

একটি স্বয়ংক্রিয় ফ্লাইট সিস্টেমের মতো, এই সহযোগিতাটি মানুষকে শুধুমাত্র সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলিতে ফোকাস করে রোবটটিকে "পাইলট" করতে দেয়—এই ক্ষেত্রে, কেকের প্রতিটি কামড় কতটা বড় করতে হবে—যখন আরও জাগতিক ক্রিয়াকলাপগুলিকে সেমি-তে ছেড়ে যায়৷ স্বায়ত্তশাসিত রোবট।

আশার বিষয় হল এই "নিউরোবোটিক সিস্টেম" - মস্তিষ্কের নিউরাল সিগন্যাল এবং একটি রোবটের স্মার্ট অ্যালগরিদমের মধ্যে একটি সত্যিকারের মন-মিলন - "ব্যবহারকারীর স্বাধীনতা এবং কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে," দলটি বলেছে।

দ্বিমুখী সমস্যা

গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করতে মস্তিষ্ক আমাদের পেশীগুলিতে বৈদ্যুতিক সংকেত পাঠায় এবং এটি প্রাপ্ত প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে সেই নির্দেশগুলিকে সামঞ্জস্য করে-উদাহরণস্বরূপ, চাপের জন্য এনকোডিং বা মহাকাশে একটি অঙ্গের অবস্থান। স্পাইনাল কর্ডের আঘাত বা অন্যান্য রোগ যা এই সিগন্যালিং হাইওয়েকে ক্ষতিগ্রস্থ করে তা পেশীগুলির উপর মস্তিষ্কের নির্দেশকে বিচ্ছিন্ন করে, যা পক্ষাঘাতের দিকে পরিচালিত করে।

বিএমআইগুলি মূলত আহত স্নায়ুতন্ত্রের উপর একটি সেতু তৈরি করে, যার মাধ্যমে স্নায়বিক কমান্ডগুলি প্রবাহিত হতে দেয়-সেটি সুস্থ অঙ্গ-প্রত্যঙ্গ পরিচালনা করা হোক বা সংযুক্ত প্রস্থেটিকস। হস্তাক্ষর এবং বক্তৃতা পুনরুদ্ধার করা থেকে উদ্দীপনা উপলব্ধি করা এবং রোবটিক অঙ্গগুলি নিয়ন্ত্রণ করা পর্যন্ত, BMI জনগণের জীবন পুনরুদ্ধারের পথ তৈরি করেছে।

তথাপি প্রযুক্তিটি একটি সমস্যাজনক হিচাপে জর্জরিত হয়েছে: দ্বিগুণ নিয়ন্ত্রণ। এখনও অবধি, BMI-এ সাফল্য মূলত একটি একক অঙ্গ-শরীর বা অন্যথায় সরানোর মধ্যে সীমাবদ্ধ। তবুও দৈনন্দিন জীবনে, সহজতম কাজের জন্য আমাদের উভয় হাতের প্রয়োজন - একটি উপেক্ষিত মহাশক্তি যাকে বিজ্ঞানীরা "দ্বিমানিক গতিবিধি" বলে।

2013 সালে, ডিউক ইউনিভার্সিটির বিএমআই অগ্রগামী ড. মিগুয়েল নিকোলিস উপস্থাপন করেন প্রথম প্রমাণ যে BMIs সঙ্গে দ্বি-মানবিক নিয়ন্ত্রণ অসম্ভব নয়। ইলেক্ট্রোড মাইক্রোয়ারের সাহায্যে ইমপ্লান্ট করা দুটি বানরের মধ্যে, প্রায় 500টি নিউরন থেকে নিউরাল সংকেতগুলি যথেষ্ট ছিল যা বানরদের একটি (আক্ষরিক) সরস পুরস্কারের জন্য একটি কম্পিউটারাইজড টাস্ক সমাধান করার জন্য তাদের মন ব্যবহার করে দুটি ভার্চুয়াল বাহু নিয়ন্ত্রণ করতে সহায়তা করে। একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্রথম পদক্ষেপ, সময় বিশেষজ্ঞদের বিস্ময়ের সেটআপ আরো জটিল মানুষের কার্যকলাপের সাথে কাজ করতে পারে কিনা।

হাত সাহায্য

নতুন গবেষণাটি একটি ভিন্ন পদ্ধতি গ্রহণ করেছে: সহযোগিতামূলক ভাগ করা নিয়ন্ত্রণ। ধারণা সহজ. যদি উভয় রোবোটিক অস্ত্র নিয়ন্ত্রণের জন্য স্নায়ু সংকেত ব্যবহার করা একা মস্তিষ্কের ইমপ্লান্টের জন্য খুব জটিল হয়, তবে কেন স্মার্ট রোবোটিক্সকে প্রক্রিয়াকরণের কিছু লোড বন্ধ করতে দেয় না?

ব্যবহারিক পরিভাষায়, রোবটগুলি প্রথমে বেশ কয়েকটি সাধারণ নড়াচড়ার জন্য প্রাক-প্রোগ্রাম করা হয়, যখন মানুষের জন্য তাদের পছন্দের উপর ভিত্তি করে সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ করার জন্য জায়গা রেখে দেয়। এটি একটি রোবট এবং মানুষের ট্যান্ডেম বাইক রাইডের মতো: মেশিনটি তার অ্যালগরিদমিক নির্দেশের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন গতিতে প্যাডেল চালায় যখন মানুষটি হ্যান্ডেল বার এবং ব্রেক নিয়ন্ত্রণ করে।

সিস্টেম সেট আপ করার জন্য, দলটি প্রথমে স্বেচ্ছাসেবকের মনকে ডিকোড করার জন্য একটি অ্যালগরিদম প্রশিক্ষণ দেয়। 49 বছর বয়সী লোকটি পরীক্ষার প্রায় 30 বছর আগে মেরুদণ্ডের আঘাতে ভুগছিল। তার কাঁধ এবং কনুইতে এখনও ন্যূনতম নড়াচড়া ছিল এবং তার কব্জি প্রসারিত করতে পারে। যাইহোক, তার মস্তিষ্ক দীর্ঘকাল ধরে তার আঙ্গুলের উপর নিয়ন্ত্রণ হারিয়ে ফেলেছিল, তাকে কোন সূক্ষ্ম মোটর নিয়ন্ত্রণ কেড়ে নিয়েছিল।

দলটি প্রথমে তার কর্টেক্সের বিভিন্ন অংশে ছয়টি ইলেক্ট্রোড মাইক্রোঅ্যারে স্থাপন করে। তার মস্তিষ্কের বাম দিকে - যা তার প্রভাবশালী দিক নিয়ন্ত্রণ করে, ডানদিকে - তারা যথাক্রমে মোটর এবং সংবেদনশীল অঞ্চলে দুটি অ্যারে সন্নিবেশিত করেছে। সংশ্লিষ্ট ডান মস্তিষ্কের অঞ্চলগুলি - তার অ-প্রধান হাত নিয়ন্ত্রণ করে - প্রতিটি একটি অ্যারে পেয়েছে।

দলটি পরবর্তীতে লোকটিকে তার সামর্থ্য অনুযায়ী একাধিক হাত নড়াচড়া করার নির্দেশ দেয়। প্রতিটি অঙ্গভঙ্গি - একটি বাম বা ডান কব্জি বাঁকানো, হাত খোলা বা চিমটি করা - একটি নড়াচড়া দিক ম্যাপ করা হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, তার বাম দিকে প্রসারিত করার সময় তার ডান কব্জি বাঁকানো (এবং তদ্বিপরীত) অনুভূমিক দিকগুলিতে চলাচলের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ; উল্লম্ব আন্দোলনের জন্য উভয় হাত খোলা বা চিমটি করা কোড।

সব সময়, দল প্রতিটি হাত আন্দোলন এনকোডিং নিউরাল সংকেত সংগ্রহ. ডেটা ব্যবহার করা হয়েছিল একটি অ্যালগরিদমকে প্রশিক্ষিত করার জন্য অভিপ্রেত অঙ্গভঙ্গি ডিকোড করতে এবং সাইফাই রোবোটিক অস্ত্রের বাহ্যিক জোড়াকে শক্তি দিতে, মোটামুটি 85 শতাংশ সাফল্যের সাথে।

তাকে কেক খেতে দিন

রোবোটিক অস্ত্রগুলিও কিছু প্রাক-প্রশিক্ষণ পেয়েছে। সিমুলেশন ব্যবহার করে, দলটি প্রথমে অস্ত্রগুলিকে একটি ধারণা দেয় যে প্লেটে কেকটি কোথায় থাকবে, প্লেটটি টেবিলে কোথায় সেট করা হবে এবং অংশগ্রহণকারীর মুখ থেকে কেকটি প্রায় কত দূরে থাকবে। তারা রোবোটিক বাহুগুলির গতি এবং পরিসরকেও সূক্ষ্মভাবে সুরক্ষিত করেছে - সর্বোপরি, কেউ দেখতে চায় না যে একটি দৈত্যাকার রোবটিক বাহু একটি সূক্ষ্ম কাঁটা দিয়ে আঁকড়ে ধরে আপনার মুখের দিকে ঝুলন্ত, কেকের টুকরো দিয়ে উড়ছে।

এই সেটআপে, অংশগ্রহণকারী আংশিকভাবে বাহুগুলির অবস্থান এবং অভিযোজন নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, প্রতিটি পাশে দুই ডিগ্রি পর্যন্ত স্বাধীনতা সহ-উদাহরণস্বরূপ, তাকে যেকোনো হাত বাম-ডানে, সামনে-পিছনে বা বাম-ডানে রোল করার অনুমতি দেয়। . এদিকে, রোবট বাকি আন্দোলনের জটিলতা দেখভাল করে।

সহযোগিতাকে আরও সাহায্য করার জন্য, একটি রোবট ভয়েস প্রতিটি ধাপে দলটিকে কেকের টুকরো কাটতে এবং অংশগ্রহণকারীর মুখে নিয়ে আসতে সাহায্য করার জন্য আহ্বান জানায়।

লোকটির প্রথম পদক্ষেপ ছিল। তার ডান কব্জির নড়াচড়ায় মনোনিবেশ করে, তিনি কেকের দিকে ডান রোবোটিক হাতটি স্থাপন করেছিলেন। তারপর রোবটটি দখল করে নেয়, স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাঁটাচামচের ডগা কেকের দিকে নিয়ে যায়। লোকটি তখন প্রাক-প্রশিক্ষিত স্নায়ু নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করে কাঁটাটির সঠিক অবস্থান নির্ধারণ করতে পারে।

একবার সেট হয়ে গেলে, রোবটটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে ছুরি-চালিত হাতটিকে কাঁটাচামচের বাম দিকে নিয়ে যায়। লোকটি আবার তার পছন্দসই আকারে কেক কাটতে সামঞ্জস্য করে, রোবটটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে কেক কেটে তার মুখে নিয়ে আসার আগে।

"পেস্ট্রি খাওয়া ঐচ্ছিক ছিল, কিন্তু অংশগ্রহণকারী এটি করার জন্য নির্বাচিত হয়েছেন যে এটি সুস্বাদু ছিল," লেখক বলেছেন।

গবেষণায় 37টি ট্রায়াল ছিল, যার বেশিরভাগই ক্রমাঙ্কন। সামগ্রিকভাবে, লোকটি তার মন ব্যবহার করে সাতটি কেক খাওয়ার জন্য, সব "যুক্তিযুক্ত আকারের" এবং একটিও না ফেলে।

এটি অবশ্যই শীঘ্রই যে কোনও সময় আপনার বাড়িতে আসছে এমন একটি সিস্টেম নয়। DARPA-উন্নত রোবোটিক অস্ত্রের একটি বিশাল জোড়ার উপর ভিত্তি করে, সেটআপের জন্য রোবটের জন্য ব্যাপক প্রাক-প্রোগ্রাম করা জ্ঞান প্রয়োজন, যার মানে এটি যে কোনো সময়ে শুধুমাত্র একটি কাজ করতে পারে। আপাতত, বিএমআই ক্ষমতাকে আরও প্রসারিত করতে রোবট স্বায়ত্তশাসনের সাথে কীভাবে স্নায়ু সংকেতগুলিকে মিশ্রিত করা যায় সে সম্পর্কে গবেষণাটি ধারণার একটি অনুসন্ধানমূলক প্রমাণ।

কিন্তু হিসাবে প্রসথেটিক্স ক্রমবর্ধমান স্মার্ট এবং আরো সাশ্রয়ী মূল্যের পেতে, দল এগিয়ে খুঁজছেন.

"চূড়ান্ত লক্ষ্য হল সামঞ্জস্যযোগ্য স্বায়ত্তশাসন যা BMI সংকেতগুলির জন্য উপলব্ধ যাই হোক না কেন তা ব্যবহার করে

তাদের সর্বাধিক কার্যকারিতা, মানুষকে কিছু DOFs [স্বাধীনতার ডিগ্রি] নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম করে যা একটি কাজের গুণগত কর্মক্ষমতাকে সবচেয়ে বেশি প্রভাবিত করে যখন রোবট বাকিগুলির যত্ন নেয়,” দলটি বলেছে। ভবিষ্যত অধ্যয়ন এই মানব-রোবট মানসিকতার সীমানা অন্বেষণ করবে-এবং ঠেলে দেবে।

চিত্র ক্রেডিট: জনস হপকিন্স অ্যাপ্লাইড ফিজিক্স ল্যাবরেটরি

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো এককতা হাব