Beyin kontrollü robotların ve nöroprotezlerin günlük kullanımı, ciddi motor engeli olan kişiler için beyin-makine arayüzünün (BMI) en önemli vaadidir. tarafından yeni bir çalışma Austin Texas Üniversitesi beyin-makine arayüzleri, yani zihin aktivitelerini eyleme dönüştüren bilgisayar sistemleri için bir adım ileri gidiyor.
Bu çalışmada, motor engelli birkaç kişi, düşüncelerini harekete dönüştüren bir tekerlekli sandalyeyi kullanabildi. Çalışma aynı zamanda ameliyatı gerçekleştirmek için kullanılan noninvaziv ekipman nedeniyle de önemlidir. tekerlekli sandalye.
Cockrell Mühendislik Okulu Chandra Ailesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü profesörü ve uluslararası araştırma ekibine liderlik eden José del R. Millán şunları söyledi: "Bu tür cihazların son kullanıcısı olacak kişilerin, doğal ortamda bir akıllı telefon yardımıyla yön bulabildiklerini gösterdik. beyin-makine arayüzü".
Düşünce gücüyle çalışan tekerlekli sandalye kavramı yıllardır araştırılıyor. Yine de çoğu çaba, tekerlekli sandalyenin kullanıcıyı kontrol etmesi yerine engelli olmayan insanlara veya uyaranlara dayanıyordu.
Bu örnekte, tetraplejik (omurga yaralanmaları nedeniyle kişinin kollarını ve bacaklarını hareket edememesi) olan üç kişi, kaotik, doğal bir ortamda tekerlekli sandalyeyi çeşitli derecelerde başarıyla çalıştırdı. Arayüz onları yakaladı beyin aktivitesive makine öğrenimi algoritması bunu tekerlekli sandalyeyi çalıştırma talimatlarına dönüştürdü.
Bilim adamları kaydetti, "Bu, sınırlı motor fonksiyonu olan insanlara yardımcı olabilecek, zihinle çalışan tekerlekli sandalyelerin gelecekte ticari olarak uygulanabilirliğinin bir işaretidir."
"Bu çalışma aynı zamanda tekerlekli sandalyeyi çalıştırmak için kullanılan noninvaziv ekipman nedeniyle de önemlidir."
Şaşırtıcı bir şekilde, bilim insanları katılımcılara herhangi bir cihaz yerleştirmedi veya üzerlerinde herhangi bir uyarı kullanmadı. Katılımcıların beyin elektriksel aktivitesini kaydeden elektrotlu bir başlık takmaları gerekiyordu. elektroansefalo (EEG). Bu elektrik sinyalleri güçlendirildi ve bir bilgisayara aktarılarak her katılımcının düşünceleri eyleme dönüştürüldü.
Çalışmanın başarısına iki önemli dinamik büyük katkı sağladı. Bunlardan ilki kullanıcılara yönelik bir eğitim programıdır.
Sandalyeyi hareket ettirmeyi görselleştirme teknikleri, kullanıcılara ellerini ve ayaklarını hareket ettirmeyi öğrendikleri şekilde öğretildi. Çalışmaya katılanların beyin aktiviteleri, komut verirken değişti ve bilim insanları bu değişiklikleri izleyebildi.
İkinci katılımcı robot biliminden ödünç aldı. Çevrelerini daha iyi kavramak için bilim insanları tekerlekli sandalyelerini sensörlerle donattı. Ayrıca, kullanıcıların komutlarındaki boşlukları doldurarak tekerlekli sandalyenin doğru ve güvenli bir şekilde hareket etmesine yardımcı olmak için robotik zeka yazılımı kullandılar.
Millan şuraya, “Ata binmeye çok benziyor. Binici ata sola dönmesini veya bir kapıya girmesini söyleyebilir. Ancak atın eninde sonunda bu komutları yerine getirmenin en uygun yolunu bulması gerekecek."
Projedeki ekip üyeleri arasında İtalya'daki Padova Üniversitesi'nden Luca Tonin; Birleşik Krallık'taki Essex Üniversitesi'nden Serafeim Perdikis; Almanya'daki Ruhr-Universität Bochum'dan Taylan Deniz Kuzu, Jorge Pardo, Thomas Armin Schildhauer, Mirko Aach ve Ramón Martínez-Olivera; İsviçre'deki École polytechnique fédérale de Lausanne'den Bastien Orset; ve İsviçre'deki Wyss Biyo ve Nöromühendislik Merkezi'nden Kyuhwa Lee.
Dergi Referans:
- Luca Tonin ve ark. Şiddetli tetraplejisi olan kişiler için BMI destekli tekerlekli sandalyeyi kontrol etmeyi öğrenmek. iBilim. DOI: 10.1016/j.isci.2022.105418
