Управляемая силой мысли роботизированная рука поможет парализованным пациентам
By HospiMedica International staff writers Posted on 19 Aug 2019 |
Новое исследование показывает, что управляемая разумом робототехника способна помочь парализованным (фото любезно предоставлено CMU).
Неинвазивный нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ) позволяет использовать силу мысли для роботизированной руки, которая способна непрерывно отслеживать курсор компьютера и следовать за ним.
Новый НКИ, разработанный исследователями из Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University - CMU; Питсбург, штат Пенсильвания, США) и Миннесотского университета (University of Minnesota - UMN; Миннеаполис, США), облегчает непрерывное управление роботизированными устройствами в режиме реального времени за счет увеличения вовлеченности пользователей и пространственного разрешения неинвазивных нейронных данных с помощью исходного изображения электроэнцефалограммы (ЭЭГ), сопровождаемой задачей непрерывного преследования и связанной с этим парадигмой обучения. В целом структура улучшила обучение НКИ почти на 60% для традиционных задач централизованного управления и более чем на 500% в более реалистичной задаче непрерывного преследования.
Исследователи также продемонстрировали дополнительное улучшение контроля НКИ почти на 10% с помощью неинвазивной нейровизуализации в режиме реального времени. Кроме того, платформа была приведена в рабочее состояние для выполнения физической работы, демонстрируя почти плавный переход от управления виртуальным курсором без ограничений к управлению роботизированной рукой в реальном времени. Исследователи утверждают, что объединение достижений в качестве нейронного декодирования с доступностью неинвазивного управления роботизированной рукой будет играть важную роль в будущей разработке и внедрении нейроробототехники. Исследование было опубликовано 19 июня 2019 года в журнале Science Robotics.
"Были достигнуты значительные успехи в управлении роботизированными устройствами с использованием мозговых имплантатов. Это наука высокого уровня, но конечной целью является неинвазивное управление, — сказал старший автор Бин Хе (Bin He), профессор, доктор философии, руководитель отдела биомедицинской инженерии в CMU. — Эта работа представляет собой важный шаг для неинвазивных нейрокомпьютерных интерфейсов – технологии, которая, подобно смартфонам, когда-нибудь может стать повсеместной вспомогательной технологией".
Прямая электрическая стимуляция и регистрация мозговой активности требуют инвазивных процедур, таких как удаление части черепа или сверление отверстия. Кроме того, имплантация электрода в ткань может вызвать воспалительные реакции ткани и травму головного мозга, а также привести к выходу устройства из строя. Неинвазивный аналог, требующий меньшего вмешательства, может существенно улучшить интеграцию НКИ как в клинических условиях, так и в домашней обстановке.
Ссылки по теме:
Университет Карнеги-Меллон
Миннесотский университет
Новый НКИ, разработанный исследователями из Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University - CMU; Питсбург, штат Пенсильвания, США) и Миннесотского университета (University of Minnesota - UMN; Миннеаполис, США), облегчает непрерывное управление роботизированными устройствами в режиме реального времени за счет увеличения вовлеченности пользователей и пространственного разрешения неинвазивных нейронных данных с помощью исходного изображения электроэнцефалограммы (ЭЭГ), сопровождаемой задачей непрерывного преследования и связанной с этим парадигмой обучения. В целом структура улучшила обучение НКИ почти на 60% для традиционных задач централизованного управления и более чем на 500% в более реалистичной задаче непрерывного преследования.
Исследователи также продемонстрировали дополнительное улучшение контроля НКИ почти на 10% с помощью неинвазивной нейровизуализации в режиме реального времени. Кроме того, платформа была приведена в рабочее состояние для выполнения физической работы, демонстрируя почти плавный переход от управления виртуальным курсором без ограничений к управлению роботизированной рукой в реальном времени. Исследователи утверждают, что объединение достижений в качестве нейронного декодирования с доступностью неинвазивного управления роботизированной рукой будет играть важную роль в будущей разработке и внедрении нейроробототехники. Исследование было опубликовано 19 июня 2019 года в журнале Science Robotics.
"Были достигнуты значительные успехи в управлении роботизированными устройствами с использованием мозговых имплантатов. Это наука высокого уровня, но конечной целью является неинвазивное управление, — сказал старший автор Бин Хе (Bin He), профессор, доктор философии, руководитель отдела биомедицинской инженерии в CMU. — Эта работа представляет собой важный шаг для неинвазивных нейрокомпьютерных интерфейсов – технологии, которая, подобно смартфонам, когда-нибудь может стать повсеместной вспомогательной технологией".
Прямая электрическая стимуляция и регистрация мозговой активности требуют инвазивных процедур, таких как удаление части черепа или сверление отверстия. Кроме того, имплантация электрода в ткань может вызвать воспалительные реакции ткани и травму головного мозга, а также привести к выходу устройства из строя. Неинвазивный аналог, требующий меньшего вмешательства, может существенно улучшить интеграцию НКИ как в клинических условиях, так и в домашней обстановке.
Ссылки по теме:
Университет Карнеги-Меллон
Миннесотский университет