ایک مفلوج آدمی نے کیک کھانے کے لیے دو روبوٹک بازوؤں پر قابو پانے کے لیے اپنے دماغ کا استعمال کیا۔

وہ شخص کرسی پر ساکت بیٹھا اپنے سامنے میز پر پڑے کیک کے ٹکڑے کو غور سے دیکھ رہا تھا۔ اس کے دماغ میں الیکٹروڈ امپلانٹس سے تاریں نکل گئیں۔ اس کے پیچھے دو بڑے روبوٹک بازو تھے، ہر ایک اس کے پورے جسم سے بڑا تھا۔ ایک کے پاس چاقو تھا، دوسرے نے کانٹا۔

"کھانا کاٹ کر کھاؤ۔ شروع کرنے کے لیے دائیں ہاتھ کو آگے بڑھاؤ،‘‘ روبوٹک آواز کا حکم دیا۔

آدمی نے اپنے جزوی طور پر مفلوج دائیں بازو کو آگے بڑھانے پر توجہ دی۔ اس کی کلائی بمشکل مڑ گئی، لیکن روبوٹک دایاں ہاتھ آسانی سے آگے بڑھ گیا، کانٹے کی نوک کو کیک کے قریب رکھا۔ اس کے بائیں ہاتھ کی ایک اور ہلکی سی حرکت نے چاقو کو آگے بھیج دیا۔

کئی احکامات کے بعد، اس شخص نے خوشی سے اپنا منہ کھولا اور اپنے روبوٹک اوتاروں کی مدد سے ذاتی ترجیح کے مطابق کاٹنے کے سائز کا کھانا کھا لیا۔ اسے تقریباً 30 سال ہوچکے تھے جب وہ اپنا پیٹ پالتا تھا۔

ہم میں سے زیادہ تر لوگ اپنے دونوں بازوؤں کو بیک وقت استعمال کرنے کے بارے میں دو بار نہیں سوچتے — چاقو اور کانٹے سے کھانا، بوتل کھولنا، کسی عزیز کو گلے لگانا، ویڈیو گیم کنٹرولر چلانے والے صوفے پر بیٹھنا۔ ہم آہنگی قدرتی طور پر ہمارے دماغوں میں آتی ہے۔

اس کے باوجود دو اعضاء کے درمیان اس آسان حرکت کی تشکیل نو روک دی گئی ہے۔ دماغ کی مشین انٹرفیس (BMI) ماہرین سالوں سے۔ ایک اہم رکاوٹ پیچیدگی کی سراسر سطح ہے: ایک اندازے کے مطابق، روزمرہ کے کاموں کے لیے روبوٹک اعضاء کے استعمال کے لیے 34 ڈگری آزادی درکار ہوتی ہے، یہاں تک کہ انتہائی نفیس BMI سیٹ اپ کو بھی چیلنج کرنا۔

ایک نئی تحقیقجانز ہاپکنز یونیورسٹی میں ڈاکٹر فرانسسکو وی ٹینور کی قیادت میں، ایک شاندار حل تلاش کیا۔ مشین لرننگ کی بدولت روبوٹس تیزی سے خود مختار ہو گئے ہیں۔ روبوٹک اعضاء کو محض مشینری سمجھنے کے بجائے، کیوں نہ ان کے جدید ترین پروگرامنگ میں ٹیپ کریں تاکہ انسان اور روبوٹ کنٹرول کا اشتراک کر سکیں؟

"اس مشترکہ کنٹرول اپروچ کا مقصد دماغی مشین کے انٹرفیس اور روبوٹک سسٹم کی اندرونی صلاحیتوں کا فائدہ اٹھانا ہے، جس سے 'دونوں جہانوں میں بہترین' ماحول پیدا کرنا ہے جہاں صارف اسمارٹ مصنوعی اعضاء کے رویے کو ذاتی بنا سکتا ہے۔" نے کہا ڈاکٹر فرانسسکو ٹینور۔

ایک خودکار فلائٹ سسٹم کی طرح، یہ تعاون انسان کو صرف ان چیزوں پر توجہ مرکوز کر کے روبوٹ کو "پائلٹ" کرنے کی اجازت دیتا ہے جو سب سے زیادہ اہم ہیں — اس معاملے میں، کیک کے ہر کاٹنے کو کتنا بڑا کرنا ہے — جب کہ مزید غیر معمولی کاموں کو نیم تک چھوڑ کر خود مختار روبوٹ.

ٹیم نے کہا کہ امید یہ ہے کہ یہ "نیوروبوٹک سسٹمز" - دماغ کے اعصابی سگنلز اور روبوٹ کے سمارٹ الگورتھم کے درمیان ایک حقیقی دماغ کا مرکب - "صارف کی آزادی اور فعالیت کو بہتر بنا سکتے ہیں"۔

ڈبل پریشانی

دماغ حرکت کو کنٹرول کرنے کے لیے ہمارے پٹھوں کو برقی سگنل بھیجتا ہے اور ان ہدایات کو اس کے موصول ہونے والے تاثرات کی بنیاد پر ایڈجسٹ کرتا ہے — مثال کے طور پر، دباؤ کے لیے انکوڈنگ یا خلا میں کسی اعضاء کی پوزیشن۔ ریڑھ کی ہڈی کی چوٹیں یا دیگر بیماریاں جو اس سگنلنگ ہائی وے کو نقصان پہنچاتی ہیں دماغ کی پٹھوں پر کمان کو منقطع کر دیتی ہیں، جس سے فالج ہو جاتا ہے۔

BMIs بنیادی طور پر زخمی اعصابی نظام پر ایک پل بناتے ہیں، جس سے عصبی حکموں کو گزرنے کی اجازت ملتی ہے- چاہے وہ صحت مند اعضاء کو چلانا ہو یا منسلک مصنوعی اعضاء۔ ہینڈ رائٹنگ اور تقریر کو بحال کرنے سے لے کر محرک کو سمجھنے اور روبوٹک اعضاء کو کنٹرول کرنے تک، BMIs نے لوگوں کی زندگیوں کو بحال کرنے کی راہ ہموار کی ہے۔

اس کے باوجود ٹیک ایک پریشان کن ہچکی سے دوچار ہے: ڈبل کنٹرول۔ اب تک، BMIs میں کامیابی بڑی حد تک صرف ایک عضو کو حرکت دینے تک محدود رہی ہے۔ پھر بھی روزمرہ کی زندگی میں، ہمیں آسان ترین کاموں کے لیے دونوں بازوؤں کی ضرورت ہوتی ہے—ایک نظر انداز سپر پاور جسے سائنس دان "دو مینوئل حرکت" کہتے ہیں۔

2013 میں واپس، ڈیوک یونیورسٹی میں BMI کے علمبردار ڈاکٹر میگوئل نکولیلیس نے پیش کیا۔ پہلا ثبوت کہ BMIs کے ساتھ دو دستی کنٹرول ناممکن نہیں ہے۔ الیکٹروڈ مائیکرو رے کے ساتھ لگائے گئے دو بندروں میں، تقریباً 500 نیورونز کے اعصابی سگنل بندروں کو ایک (لفظی) رسیلی انعام کے لیے کمپیوٹرائزڈ کام کو حل کرنے کے لیے صرف اپنے دماغ کا استعمال کرتے ہوئے دو ورچوئل بازوؤں کو کنٹرول کرنے میں مدد کرنے کے لیے کافی تھے۔ ایک امید افزا پہلا قدم، اس وقت ماہرین تعجب کیا سیٹ اپ زیادہ پیچیدہ انسانی سرگرمیوں کے ساتھ کام کر سکتا ہے۔

مدد کرنے والے ہاتھ

نئے مطالعہ نے ایک مختلف نقطہ نظر اختیار کیا: باہمی تعاون کے ساتھ مشترکہ کنٹرول۔ خیال سادہ ہے۔ اگر دونوں روبوٹک بازوؤں کو کنٹرول کرنے کے لیے اعصابی سگنلز کا استعمال صرف دماغی امپلانٹس کے لیے بہت پیچیدہ ہے، تو کیوں نہ سمارٹ روبوٹکس کو پروسیسنگ کا کچھ بوجھ اتارنے کی اجازت دی جائے؟

عملی اصطلاحات میں، روبوٹس کو پہلے کئی سادہ حرکات کے لیے پہلے سے پروگرام کیا جاتا ہے، جبکہ انسان کے لیے اپنی ترجیحات کی بنیاد پر تفصیلات کو کنٹرول کرنے کی گنجائش چھوڑی جاتی ہے۔ یہ ایک روبوٹ اور انسانی ٹینڈم بائیک کی سواری کی طرح ہے: مشین اپنی الگورتھمک ہدایات کی بنیاد پر مختلف رفتار سے پیڈل کرتی ہے جبکہ آدمی ہینڈل بارز اور بریکوں کو کنٹرول کرتا ہے۔

سسٹم کو ترتیب دینے کے لیے، ٹیم نے پہلے رضاکار کے ذہن کو ڈی کوڈ کرنے کے لیے الگورتھم کو تربیت دی۔ 49 سالہ شخص کو ٹیسٹ سے تقریباً 30 سال قبل ریڑھ کی ہڈی میں چوٹ لگی تھی۔ اس کے کندھے اور کہنی میں اب بھی کم سے کم حرکت تھی اور وہ اپنی کلائیوں کو بڑھا سکتا تھا۔ تاہم، اس کا دماغ طویل عرصے سے اپنی انگلیوں پر کنٹرول کھو چکا تھا، جس سے وہ کسی بھی عمدہ موٹر کنٹرول کو چھین رہا تھا۔

ٹیم نے پہلے چھ الیکٹروڈ مائیکرو رے اس کے کارٹیکس کے مختلف حصوں میں لگائے۔ اس کے دماغ کے بائیں جانب - جو اس کے غالب پہلو کو کنٹرول کرتا ہے، دائیں ہاتھ کی طرف - انہوں نے بالترتیب موٹر اور حسی علاقوں میں دو صفیں داخل کیں۔ متعلقہ دائیں دماغی خطوں کو جو کہ اس کے غیر غالب ہاتھ کو کنٹرول کرتا ہے، ہر ایک کو ایک صف موصول ہوئی۔

اس کے بعد ٹیم نے اس آدمی کو ہدایت کی کہ وہ اپنی بہترین صلاحیت کے مطابق ہاتھ کی حرکات کا سلسلہ انجام دے۔ ہر اشارہ— بائیں یا دائیں کلائی کو موڑنا، ہاتھ کو کھولنا یا چٹکی لگانا— کو حرکت کی سمت میں نقش کیا گیا تھا۔ مثال کے طور پر، بائیں کو پھیلاتے ہوئے اپنی دائیں کلائی کو موڑنا (اور اس کے برعکس) افقی سمتوں میں حرکت کے مساوی ہے۔ عمودی حرکت کے لیے دونوں ہاتھ کھلے یا پنچنگ کوڈز۔

ہر وقت، ٹیم نے ہر ہاتھ کی حرکت کو انکوڈ کرتے ہوئے اعصابی سگنلز اکٹھے کئے۔ اعداد و شمار کا استعمال ایک الگورتھم کو تربیت دینے کے لیے کیا گیا تاکہ مطلوبہ اشارے کو ڈی کوڈ کیا جا سکے اور تقریباً 85 فیصد کامیابی کے ساتھ، سائنسی روبوٹک ہتھیاروں کے بیرونی جوڑے کو طاقت فراہم کی جا سکے۔

اسے کیک کھانے دو

روبوٹک اسلحے کو کچھ پری ٹریننگ بھی ملی۔ تخروپن کا استعمال کرتے ہوئے، ٹیم نے پہلے بازوؤں کو یہ خیال دیا کہ کیک پلیٹ میں کہاں ہوگا، پلیٹ میز پر کہاں رکھی جائے گی، اور کیک شرکاء کے منہ سے تقریباً کتنا دور ہوگا۔ انہوں نے روبوٹک بازوؤں کی نقل و حرکت کی رفتار اور رینج کو بھی ٹھیک بنایا — آخر کوئی بھی نہیں چاہتا کہ ایک دیو ہیکل روبوٹک بازو آپ کے چہرے پر ایک لٹکتے ہوئے کیک کے ٹکڑے کے ساتھ اڑتے ہوئے نوکیلے کانٹے کے ساتھ پکڑے ہوئے ہو۔

اس سیٹ اپ میں، حصہ لینے والا جزوی طور پر بازوؤں کی پوزیشن اور سمت کو کنٹرول کر سکتا ہے، جس میں ہر طرف دو ڈگری تک آزادی ہوتی ہے- مثال کے طور پر، اسے کسی بھی بازو کو بائیں-دائیں، آگے پیچھے، یا بائیں-دائیں رول کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ . دریں اثنا، روبوٹ نے تحریک کی باقی پیچیدگیوں کا خیال رکھا.

تعاون میں مزید مدد کرنے کے لیے، ایک روبوٹ کی آواز نے ہر قدم پر ٹیم کو کیک کا ایک ٹکڑا کاٹنے اور اسے شریک کے منہ تک پہنچانے میں مدد کی۔

آدمی نے پہلی حرکت کی۔ اپنی دائیں کلائی کی حرکت پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے، اس نے دائیں روبوٹک ہاتھ کو کیک کی طرف رکھا۔ اس کے بعد روبوٹ نے خود بخود کانٹے کی نوک کو کیک پر منتقل کرتے ہوئے اسے سنبھال لیا۔ اس کے بعد آدمی پہلے سے تربیت یافتہ نیورل کنٹرول کا استعمال کرتے ہوئے کانٹے کی صحیح پوزیشننگ کا فیصلہ کر سکتا ہے۔

ایک بار سیٹ ہونے کے بعد، روبوٹ نے خود بخود چاقو سے چلنے والے ہاتھ کو کانٹے کے بائیں طرف بڑھا دیا۔ آدمی نے کیک کو اپنے مطلوبہ سائز میں کاٹنے کے لیے دوبارہ ایڈجسٹمنٹ کی، اس سے پہلے کہ روبوٹ خود بخود کیک کاٹ کر منہ تک لے آئے۔

مصنفین نے کہا کہ "پیسٹری کا استعمال اختیاری تھا، لیکن شریک نے ایسا کرنے کا انتخاب کیا کیونکہ یہ مزیدار تھا۔"

اس مطالعے میں 37 ٹرائلز تھے، جن میں اکثریت انشانکن تھی۔ مجموعی طور پر، اس شخص نے اپنے دماغ کو سات کیک کھانے کے لیے استعمال کیا، تمام "معقول سائز کے" اور بغیر کسی گرائے۔

یہ یقینی طور پر آپ کے گھر میں کسی بھی وقت جلد آنے والا نظام نہیں ہے۔ DARPA کے تیار کردہ روبوٹک ہتھیاروں کے ایک بڑے جوڑے کی بنیاد پر، سیٹ اپ کو روبوٹ کے لیے پہلے سے پروگرام شدہ وسیع علم کی ضرورت ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ یہ کسی بھی وقت صرف ایک کام کی اجازت دے سکتا ہے۔ ابھی کے لیے، مطالعہ BMI کی صلاحیتوں کو مزید وسعت دینے کے لیے روبوٹ کی خود مختاری کے ساتھ اعصابی سگنلز کو کیسے ملایا جائے اس میں تصور کا ایک تحقیقی ثبوت ہے۔

لیکن جس طرح مصنوعی ادویات تیزی سے ہوشیار اور زیادہ سستی ہو جاؤ، ٹیم آگے دیکھ رہی ہے.

"حتمی مقصد ایڈجسٹ ایبل خود مختاری ہے جو BMI کے جو بھی سگنل دستیاب ہیں اس کا فائدہ اٹھاتا ہے۔

ان کی زیادہ سے زیادہ تاثیر، انسان کو چند DOFs [آزادی کی ڈگریوں] کو کنٹرول کرنے کے قابل بناتی ہے جو کسی کام کی کوالٹیٹیو کارکردگی پر سب سے زیادہ براہ راست اثر انداز ہوتے ہیں جب کہ روبوٹ باقی کی دیکھ بھال کرتا ہے،" ٹیم نے کہا۔ مستقبل کے مطالعے ان انسانی روبوٹ ذہنیت کی حدود کو تلاش کریں گے اور آگے بڑھائیں گے۔

تصویری کریڈٹ: جانس ہاپکنز اپلائیڈ فزکس لیبارٹری

• سکے سمارٹ۔ یورپ کا بہترین بٹ کوائن اور کرپٹو ایکسچینج۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ مفت رسائی۔
• کرپٹو ہاک۔ Altcoin ریڈار. مفت جانچ.
• ماخذ: https://singularityhub.com/2022/07/05/a-paralyzed-man-used-his-mind-to-control-two-robotic-arms-to-eat-cake/