Lengan robotik pertama berfungsi tanpa implan otak
Eksperimen pertama oleh saintis, menggunakan antara muka kesetiaan tinggi yang tidak invasif untuk mengawal lengan robot, telah berjaya. Pada masa akan datang, para penyelidik bertujuan untuk menyempurnakan teknologi untuk menjadikannya lebih luas.
Senjata robotik dan alat robotik lain mungkin terdengar seperti pengembangan futuristik, tetapi mereka telah bertahun-tahun, membantu pakar bedah dan jurutera.
Walau bagaimanapun, yang kurang biasa adalah lengan robotik prostetik yang membolehkan orang yang kehilangan anggota badan untuk mendapatkan kembali kebebasan bergerak.
Seorang lelaki dari Florida menjadi berita utama pada tahun 2018 setelah menerima anggota badan prostetik modular - lengan robot untuk menggantikan lengan yang hilang pada tahun 2007 kerana barah.
Lelaki itu dapat mengawal lengan robotnya berkat "mengubah arah" ujung saraf tertentu, namun sejauh ini prostetik - yang dikembangkan oleh saintis dari Johns Hopkins University di Baltimore, MD - tidak tersedia untuk orang lain yang mungkin juga memerlukannya.
Projek lain - dari University of Chicago di Illinois - telah menguji lengan prototaip pada monyet monyet rhesus. Semua haiwan itu diselamatkan dengan amputasi anggota badan kerana kecederaan parah, dan mereka dapat mengawal anggota badan palsu mereka berkat implan otak khas.
Kini, penyelidik dari Universiti Carnegie Mellon di Pittsburgh, PA, dan University of Minnesota di Minneapolis berjaya, untuk pertama kalinya, menggunakan antara muka komputer-otak yang tidak invasif untuk mengawal lengan robot. Para saintis melaporkan kejayaan mereka dalam makalah kajian yang muncul dalam jurnal Robotik Sains.
Teknologi yang sangat baik
Bin Bin He, dari Carnegie Mellon, mengetuai pasukan penyelidik yang menggunakan antara muka yang tidak memerlukan implan otak - yang merupakan prosedur invasif - untuk menyelaraskan pergerakan lengan robot.
Dia dan rakan-rakannya ingin mengembangkan kaedah kesetiaan tinggi, tidak invasif untuk menghubungkan otak dan prostetik yang fleksibel kerana memasukkan implan otak tidak hanya memerlukan kemahiran dan ketelitian pembedahan yang tinggi, tetapi juga banyak wang, kerana implan itu mahal. Selain itu, implan otak mempunyai sejumlah risiko kesihatan, termasuk jangkitan.
Semua aspek ini telah menyumbang kepada jumlah orang yang menerima prostetik robot rendah, jadi para saintis di Carnegie Mellon dan University of Minnesota telah berusaha mengubah jadual dengan mengembangkan teknologi yang tidak invasif.
Namun terdapat banyak cabaran dalam melakukan ini, terutamanya kenyataan bahawa antara muka otak-komputer sebelumnya tidak dapat menyahkod isyarat saraf dari otak dengan pasti, dan oleh itu tidak dapat mengawal anggota badan robot dengan lancar, dalam masa nyata.
"Ada kemajuan besar dalam perangkat robotik yang dikendalikan oleh minda menggunakan implan otak. Ini adalah sains yang sangat baik, ”kata Prof He, mengulas langkah-langkah sebelumnya untuk mencari teknologi yang“ boleh dipercayai ”.
"Tetapi tidak invasif adalah matlamat utama. Kemajuan dalam penyahkodan saraf dan kegunaan praktikal kawalan lengan robot yang tidak invasif akan memberi implikasi besar terhadap perkembangan akhirnya neurorobotik non-invasif, ”tambahnya.
Dalam projek mereka sekarang, Prof. He dan pasukan menggunakan teknik penginderaan dan pembelajaran mesin khusus untuk "membangun" "hubungan" yang boleh dipercayai antara otak dan lengan robot.
Antara muka otak-komputer yang tidak invasif pasukan berjaya menyahkod isyarat saraf, yang membolehkan seseorang, untuk pertama kalinya, mengawal lengan robot secara real time, memerintahkannya untuk mengikuti pergerakan kursor secara berterusan dan lancar di skrin.
Prof. Dia dan rakan sekerja menunjukkan bahawa pendekatan mereka - yang meliputi jumlah latihan pengguna yang lebih tinggi, serta kaedah "terjemahan" isyarat saraf yang lebih baik - meningkatkan pembelajaran antara muka otak-komputer sebanyak 60%. Ia juga meningkatkan penjejakan kursor lengan robotik lebih dari 500%.
Sejauh ini, para penyelidik telah menguji teknologi inovatif mereka dengan kolaborasi 68 peserta yang berkebolehan yang masing-masing mengambil bahagian dalam 10 sesi. Kejayaan ujian awal ini telah menjadikan para saintis berharap agar mereka dapat membawa teknologi ini kepada individu yang memerlukannya.
"Walaupun menghadapi cabaran teknikal menggunakan isyarat yang tidak invasif, kami berkomitmen penuh untuk membawa teknologi selamat dan ekonomi ini kepada orang-orang yang dapat memanfaatkannya," kata Prof He.
"Karya ini merupakan langkah penting dalam antarmuka otak-komputer non-invasif, sebuah teknologi, yang suatu hari nanti, dapat menjadi teknologi bantuan yang menolong menolong semua orang, seperti telefon pintar."
Prof Bin He
