뇌 제어 로봇과 신경 보철물의 일상적인 사용은 심각한 운동 장애로 고통받는 사람들을 위한 뇌-기계 인터페이스(BMI)의 가장 중요한 약속입니다. 의 새로운 연구 오스틴 텍사스 대학 마음 활동을 행동으로 바꾸는 컴퓨터 시스템인 뇌-기계 인터페이스를 위해 한 걸음 더 나아갑니다.
이 연구에서 운동 장애가 있는 몇몇 사람들은 자신의 생각을 움직임으로 변환하는 휠체어를 작동할 수 있었습니다. 이 연구는 또한 비 침습적 장비를 작동하는 데 사용되기 때문에 중요합니다. 휠체어.
국제 연구팀을 이끈 코크렐 공대 찬드라 패밀리 전기 및 컴퓨터 공학과 교수 호세 델 R. 밀란(José del R. Millán)은 이렇게 말했다. “우리는 이러한 유형의 장치의 최종 사용자가 될 사람들이 뇌-기계 인터페이스. "
생각으로 움직이는 휠체어의 개념은 수년간 연구되어 왔습니다. 여전히 대부분의 노력은 비장애인이나 휠체어가 사용자를 제어하도록 하는 자극에 의존해 왔습니다.
이 사례에서 척추 부상으로 인해 팔과 다리를 움직일 수 없는 사지 마비가 있는 세 사람이 혼란스럽고 자연스러운 환경에서 휠체어를 다양한 수준으로 성공적으로 작동했습니다. 인터페이스는 그들의 두뇌 활동, 기계 학습 알고리즘은 이를 휠체어 작동 지침으로 변환했습니다.
과학자들은 다음과 같이 말했습니다. "이것은 제한된 운동 기능을 가진 사람들을 도울 수 있는 마인드 파워 휠체어의 미래 상업적 가능성의 신호입니다."
"휠체어를 작동하는 데 사용되는 비침습적 장비 때문에 연구도 중요합니다."
놀랍게도 과학자들은 참가자들에게 어떤 장치도 이식하지 않았고 그들에게 어떤 유형의 자극도 사용하지 않았습니다. 참가자들은 뇌의 전기적 활동을 기록하는 전극이 달린 모자를 착용해야 했습니다. 뇌파 (뇌파). 이 전기 신호는 증폭되어 컴퓨터로 전송되어 각 참가자의 생각을 행동으로 옮겼습니다.
두 가지 중요한 역학이 연구 성공의 주요 원인이었습니다. 첫 번째는 사용자를 위한 교육 프로그램입니다.
의자 이동을 시각화하는 기술은 사용자가 손과 발을 움직이는 방법을 배우는 것과 같은 방식으로 사용자에게 가르쳤습니다. 연구 참가자들의 뇌 활동은 그들이 명령을 내릴 때 변화했고, 과학자들은 이러한 변화를 모니터링할 수 있었습니다.
두 번째 기여자는 로봇 공학에서 빌렸습니다. 주변 환경을 더 잘 파악하기 위해 과학자들은 휠체어에 센서를 장착했습니다. 또한 로봇 지능 소프트웨어를 사용하여 사용자 명령의 공백을 채워 휠체어가 정확하고 안전하게 이동하도록 돕습니다.
밀란 말했다, “말을 타는 것과 매우 흡사합니다. 기수는 말에게 좌회전하거나 문으로 들어가라고 말할 수 있습니다. 그러나 말은 궁극적으로 그러한 명령을 수행하는 최적의 방법을 찾아야 합니다.”
이 프로젝트의 팀원에는 이탈리아 파도바 대학교의 Luca Tonin; 영국 Essex 대학의 Serafeim Perdikis; 독일 Ruhr-Universität Bochum의 Taylan Deniz Kuzu, Jorge Pardo, Thomas Armin Schildhauer, Mirko Aach 및 Ramón Martínez-Olivera; 스위스의 École polytechnique fédérale de Lausanne의 Bastien Orset; 스위스 Wyss Center for Bio and Neuroengineering의 이규화 박사.
저널 참조 :
- Luca Tonin 외. 심각한 사지 마비가 있는 사람들을 위해 BMI 기반 휠체어를 제어하는 방법을 배웁니다. 아이사이언스. DOI : 10.1016/j.isci.2022.105418
