مرد نیمه معلول توانست به وسیله‌ی بازوهای رباتیک متصل به مغز خود، غذا بخورد + ویدئو

پیشرفت‌های اخیر­ در علوم اعصاب، رباتیک و نرم‌افزار، دانشمندان را قادر ساخته است تا یک سیستم رباتیک ایجاد کنند که به سیگنال‌های حرکت ماهیچه‌ای ارسال شده از رابط مغز و ماشین در یک مرد نیمه معلول واکنش دهد.

در این پژوهش مردی نیمه معلول وجود دارد که 2 بازوی رباتیک (چنگال در یک دست و چاقو در دست دیگر) در کنارش و یک ظرف کیک در مقابلش قرار گرفته است. صدای کامپیوتر، اجرای هر عمل را اعلام میکند مانند: “حرکت چنگال به سمت غذا” ، “برداشتن چاقو” ، ” انتخاب محل برش” و … .

بیشتر بخوانید: درمان درد بدون دارو توسط ایمپلنت‌هایی که عصب‌های درد را خنک میکنند!

مرد نیمه معلول با شنیدن دستورات اعلام شده از کامپیوتر حرکاتی دقیق و ظریف با دست راست و چپ خود انجام داده و به تناسب آن، بازوهای رباتیک دستورات را به درستی انجام می‌دهند.

در کمتر از 90 ثانیه، فردی که حدود 30 سال قادر به استفاده از انگشتان خود نبود، با حرکات بسیار کم و فقط با استفاده از ذهن خود و دست رباتیک هوشمند، توانست غذا بخورد.

تیمی به سرپرستی محققان آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز (APL) و دپارتمان طب فیزیکی و توانبخشی (PMR) در دانشکده پزشکی جان هاپکنز، مقاله‌ای را در مجله Frontiers in Neurorobotics منتشر کردند و در آن آخرین دستاوردِ استفاده از رابط مغز و ماشین (BMI) و جزئیات سیستم جفت بازوی رباتیک را توصیف کردند.

رابط‌های مغز و ماشین (BMI) یک رابطه مستقیم بین مغز و رایانه ایجاد می‌کنند که سیگنال‌های عصبی را رمزگشایی می‌کند و آن‌ها را برای انجام عملکردهای خارجی مختلف، ترجمه می‌کند. در این آزمایش خاص، سیگنال‌های حرکت ماهیچه‌ای از مغز به کنترل پروتزهای رباتیک کمک کردند.

یک دستاورد جدید

این مطالعه محصولِ بیش از 15 سال تحقیق و بررسی در علوم اعصاب، رباتیک و نرم‌افزار است و مدلی نوآورانه را برای کنترل مشترک مغز و پروتزِ رباتیک، ترسیم می‌کند.

دکتر فرانچسکو تنور Dr Francesco Tenore، مدیر ارشد پروژه در تیم تحقیق و توسعه‌ی آزمایشگاه فیزیک کاربردی (APL)، در این رابطه می‌گوید:

“این رویکرد کنترل مشترک برای استفاده از قابلیت‌های ذاتی رابط مغز و ماشین رباتیک است و شرایطی را فراهم می‌کند که فرد بتواند رفتار یک پروتز هوشمند را شخصی‌سازی کند. اگرچه نتایج ما مقدماتی است اما ما در مورد دادن حس کنترل واقعی بر سیستم‌های هوشمند برای کاربرانی که توانایی‌های محدود دارند، هیجان‌زده هستیم.”

کمک به افراد دارای معلولیت

این مقاله یکی از مهمترین پیشرفت‌ها در علم رباتیک است چرا که بیشترین کار را ماشین انجام داده و در عین حال رفتار ربات کاملا مطابق با میلِ کاربر است.

به گفته دکتر دیوید هندلمن، برای اینکه ربات‌ها وظایف انسان‌ها را انجام دهند، باید مهارتی مشابه به انسان داشته باشند و داشتن مهارتی مشابه با انسان، نیازمند کنترل کامل ساختار پیچیده‌ی ربات است. هدف این است که کنترل موارد معدودی که برای کارهای خاصی مهم هستند را برای کاربر آسان کنیم.

دکتر پابلو سلنیک، محقق اصلی پروژه در بخش دپارتمان طب فیزیکی و توانبخشی (PMR) می‌گوید:

“تعامل انسان و رباتِ نشان داده شده در این پروژه، نشان­دهنده‌ی ظرفیت‌های بالقوه‌ای است که می‌تواند برای کمک به افراد دارای معلولیت توسعه یابد.”

این پروژه در آگوست 2020 به پایان رسید اما اعضای آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز و دپارتمان طب فیزیکی و توانبخشی به همکاری با سایر موسسات برای کشف کارکردهای بهتر و بیشتر رابط‌های مغز و رایانه ادامه می‌دهند.

دکتر تنور می‌گوید:

“این تحقیق نمونه‌ای عالی است اما چالش‌های زیادی هنوز در پیش رو است مانند بهبود اجرای وظایف از نظر دقت و زمان­بندی.”

 و همچنین دکتر سلنیک افزود:

“تحقیقات آینده مرزهای این تعاملات را حتی فراتر از فعالیت‌های اساسی زندگی روزمره، بررسی خواهد کرد.”