การใช้หุ่นยนต์ควบคุมสมองและขาเทียมที่ควบคุมด้วยสมองในแต่ละวันถือเป็นเป้าหมายสำคัญของอินเทอร์เฟซระหว่างเครื่องกับสมอง (BMI) สำหรับผู้ที่มีความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวขั้นรุนแรง การศึกษาใหม่โดย University of Texas at Austin ก้าวไปข้างหน้าสำหรับอินเทอร์เฟซของเครื่องสมอง - ระบบคอมพิวเตอร์ที่เปลี่ยนกิจกรรมของจิตใจให้เป็นการกระทำ
ในการศึกษานี้ ผู้พิการทางการเคลื่อนไหวหลายคนสามารถใช้รถเข็นวีลแชร์ได้ซึ่งเปลี่ยนความคิดของตนเป็นการเคลื่อนไหว การศึกษานี้มีความสำคัญเช่นกันเนื่องจากมีการใช้อุปกรณ์ที่ไม่รุกล้ำเข้าไปในการดำเนินงาน เก้าอี้เข็น.
José del R. Millán ศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ตระกูล Chandra ของ Cockrell School of Engineering ซึ่งเป็นผู้นำทีมวิจัยนานาชาติกล่าวว่า “เราได้แสดงให้เห็นว่าผู้ที่จะเป็นผู้ใช้อุปกรณ์ประเภทนี้สามารถนำทางในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติได้ด้วยความช่วยเหลือจาก อินเตอร์เฟสเครื่องสมอง".
แนวคิดเกี่ยวกับรถเข็นวีลแชร์ที่ขับเคลื่อนด้วยความคิดได้รับการตรวจสอบมานานหลายปี อย่างไรก็ตาม ความพยายามส่วนใหญ่อาศัยผู้ไม่พิการหรือสิ่งเร้าที่ทำให้รถเข็นควบคุมผู้ใช้แทนวิธีอื่น
ในกรณีนี้ คนสามคนที่เป็นโรคอัมพาตครึ่งซีก ซึ่งไม่สามารถขยับแขนและขาได้เนื่องจากอาการบาดเจ็บที่กระดูกสันหลัง ได้ใช้รถเข็นจนประสบความสำเร็จในระดับต่างๆ ในสภาพแวดล้อมที่วุ่นวายและเป็นธรรมชาติ อินเทอร์เฟซจับพวกเขา กิจกรรมสมองและอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องแปลงเป็นคำแนะนำในการใช้งานรถเข็นคนพิการ
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า “นี่เป็นสัญญาณของการมีชีวิตเชิงพาณิชย์ในอนาคตสำหรับรถเข็นวีลแชร์ที่ขับเคลื่อนด้วยจิตใจ ซึ่งสามารถช่วยเหลือผู้ที่มีข้อจำกัดด้านการเคลื่อนไหวได้”
“การศึกษานี้มีความสำคัญเช่นกันเนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่รุกล้ำที่ใช้ในการควบคุมรถเข็น”
น่าประหลาดใจที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ฝังอุปกรณ์ใดๆ เข้าไปในผู้เข้าร่วมหรือใช้สิ่งกระตุ้นใดๆ กับพวกเขา ผู้เข้าร่วมต้องสวมหมวกที่มีอิเล็กโทรดที่บันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองหรือที่เรียกว่า ภาพคล่ืนกระแสไฟฟ้า (อีอีจี). สัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้ได้รับการขยายและถ่ายโอนไปยังคอมพิวเตอร์ เพื่อแปลความคิดของผู้เข้าร่วมแต่ละคนให้เป็นการกระทำ
พลวัตที่สำคัญสองประการคือผู้มีส่วนสำคัญต่อความสำเร็จของการศึกษา ประการแรกเกี่ยวข้องกับโปรแกรมการฝึกอบรมสำหรับผู้ใช้
เทคนิคในการแสดงภาพการเคลื่อนย้ายเก้าอี้ได้รับการสอนให้กับผู้ใช้ในลักษณะเดียวกับที่พวกเขาได้เรียนรู้ที่จะขยับมือและเท้า การทำงานของสมองของผู้เข้าร่วมการศึกษาเปลี่ยนไปเมื่อพวกเขาออกคำสั่ง และนักวิทยาศาสตร์ก็สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้
ผู้สนับสนุนรายที่สองยืมมาจากวิทยาการหุ่นยนต์ เพื่อให้เข้าใจสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น นักวิทยาศาสตร์ได้ติดตั้งเซ็นเซอร์บนเก้าอี้รถเข็น นอกจากนี้ พวกเขายังใช้ซอฟต์แวร์อัจฉริยะด้านหุ่นยนต์เพื่อช่วยให้รถเข็นวีลแชร์เคลื่อนที่ได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย โดยการเติมช่องว่างในคำสั่งของผู้ใช้
มิลาน กล่าวว่า, “มันใช้งานได้ดีเหมือนกับการขี่ม้า ผู้ขี่สามารถบอกให้ม้าเลี้ยวซ้ายหรือเข้าประตูได้ แต่ท้ายที่สุดแล้วม้าจะต้องหาวิธีที่ดีที่สุดในการปฏิบัติตามคำสั่งเหล่านั้น”
สมาชิกในทีมในโครงการ ได้แก่ Luca Tonin จากมหาวิทยาลัย Padova ในอิตาลี; Serafeim Perdikis จากมหาวิทยาลัย Essex ในสหราชอาณาจักร; Taylan Deniz Kuzu, Jorge Pardo, Thomas Armin Schildhauer, Mirko Aach และ Ramón Martínez-Olivera จาก Ruhr-Universität Bochum ในเยอรมนี; Bastien Orset จาก École polytechnique fédérale de Lausanne ในสวิตเซอร์แลนด์; และ Kyuhwa Lee จาก Wyss Center for Bio and Neuroengineering ในสวิตเซอร์แลนด์
การอ้างอิงวารสาร:
- ลูก้า โทนิน และคณะ การเรียนรู้ที่จะควบคุมรถเข็นวีลแชร์ที่ขับเคลื่อนด้วยค่าดัชนีมวลกายสำหรับผู้ที่เป็นโรคอัมพาตครึ่งซีกขั้นรุนแรง ไอไซแอนซ์. ดอย: 10.1016/j.isci.2022.105418
