211service.com
Dejte protetice smysl pro dotek
Rozhraní mozek-stroj umožnilo opicím a některým lidem ovládat robotické končetiny pouze pomocí svých myšlenek. V ideálním případě by však osoba používající umělou končetinu nebo jiné zařízení mohla zařízení nejen ovládat, ale také cítit, čeho se dotýká.
Opice viz: V experimentu se opice s implantovanými dvěma rozhraními – jedno, které čte jejich zamýšlené pohyby a druhé, které reaguje na dotykové vjemy – naučily ovládat paži virtuální opice.
Nová studie z laboratoře Zástupný obrázek Miguela Nicolelise na Duke University Medical Center dělá první krok k takovému rozhraní. V článku zveřejněném dnes v Příroda Jeho tým uvádí, že opice se mohou naučit ovládat ruku virtuální reality, která zahrnuje hmatovou zpětnou vazbu.
Nicolelis říká, že rozhraní mozek-stroj bude klinicky užitečné pouze tehdy, pokud budou používat obousměrné signály, se senzorickou zpětnou vazbou ze zařízení a motorickými příkazy od uživatele. Nestačí jen poskytnout pohyb, říká. Musíte cítit, čeho se dotýkáte.
Jako první experiment opice používaly joystick k ovládání virtuálního avatara (opičí paže a ruce) na obrazovce počítače a byly vyzvány, aby pomocí avatara uchopily předměty na obrazovce. Virtuální objekty měly textury a to bylo přenášeno pomocí stimulace prostřednictvím mikrovlnných polí implantovaných do části mozkové kůry odpovědné za snímání dotyku. Opice se naučily držet avatarovu ruku nad předměty s určitou texturou – přenášenou frekvencí stimulace – aby byly odměněny jídlem.
V dalším experimentu opice obdržely stejnou hmatovou zpětnou vazbu, ale ovládaly virtuální ruku pouze pomocí svých myšlenek pomocí mikrodrátů implantovaných do motorické kůry. Přestože jejich výkon při plnění úkolu byl méně přesný, postupem času se opice zlepšily.
Nicolelis říká, že úspěšné použití rozhraní mozek-stroj-mozek ukazuje, že procesy snímání a reakce na hmatové vjemy lze kombinovat. Dekódujeme motorické záměry a hmatové zprávy současně, říká. To se ještě nikdy nedělalo. Ačkoli je stimulace, kterou opice dostávají, umělá, zdá se, že se ji naučily spojovat s hmatovými informacemi.
Dalším krokem je začlenění hmatu do skutečné protetiky pomocí tlakových senzorů, které budou generovat podobnou hmatovou zpětnou vazbu o skutečných objektech. Nicolelis říká, že jeho skupina doufá, že postaví simulátor, který by tento přístup otestoval na lidech, a poté začlenil dotek do protetiky, kterou vytváří pro lidi se sníženou pohyblivostí.
NitishThakor , biomedicínský inženýr z Johns Hopkins University, říká, že přidání senzorických informací je absolutně dalším logickým krokem v návrhu rozhraní mozek-stroj. Thakor říká, že experiment nejen demonstruje proveditelnost přidání dotyku, ale ukazuje, že opice se mohou naučit úkol pomocí těchto spojených signálů. Varování, dodává, je, že textury ve skutečném světě jsou mnohem složitější, stejně jako pohyby těla, a zda je to škálovatelné, se teprve uvidí.