Βιομηχανικοί Μηχανικοί Βελτιώνουν την Λειτουργία του Εγκεφαλικού Ρομποτικού Βραχίονα

Όταν ένα άτομο χειρίζεται ένα προθετικό βραχίονα, ιδιαίτερα μια τεχνολογία που ελέγχεται από το νου, γίνεται εξαιρετικά δύσκολο να έχει πλήρη έλεγχο κίνησης για να κάνει πράγματα όπως να αγγίξει ή να πιάσει.

Μια ομάδα βιομηχανικών μηχανικών από το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ Rehab Neural Engineering Labs έχει περιγράψει σε ένα νέο Επιστημονικό άρθρο πώς η εγκεφαλική διέγερση που προκαλεί αισθητικές αισθήσεις μπορεί να κάνει πιο εύκολη για τον χρήστη την λειτουργία ενός εγκεφαλικού ρομποτικού βραχίονα.

Μείωση του Χρόνου Πιάσματος και Μεταφοράς στο Μισό

Η ομάδα διεξήγαγε ένα πείραμα που έδειξε ότι η συμπλήρωση της όρασης με τεχνητή αισθητική αντίληψη μειώνει τον χρόνο που χρειάζεται για να πιάσει και να μεταφέρει αντικείμενα στο μισό. Ο μέσος χρόνος των 20,9 δευτερολέπτων μειώθηκε σε 10,2 δευτερόλεπτα.

Η Τζένιφερ Κόλινγκερ είναι συν-σενιόρ συγγραφέας και διδάκτωρ καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής Ιατρικής και Αποκατάστασης του Πίτσμπουργκ.

“Σε ένα βαθμό, αυτό είναι αυτό που ελπίζαμε ότι θα συμβεί — αλλά ίσως όχι στο βαθμό που το παρατηρήσαμε,” είπε η Κόλινγκερ. “Η αισθητική ανάδραση από τα άκρα και τα χέρια είναι εξαιρετικά σημαντική για να κάνουμε κανονικά πράγματα στη ζωή μας, και όταν αυτή η ανάδραση λείπει, η απόδοση των ανθρώπων είναι μειωμένη.”

Ο Συμμετέχων στην Μελέτη

Ο συμμετέχων στην μελέτη ήταν ο Νέιθαν Κόπελαντ, ο οποίος έγινε ο πρώτος άνθρωπος που είχε εγκλιδωθεί μικρά ηλεκτρόδια σε όχι μόνο τον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου, αλλά και τον αισθητικό φλοιό, ο οποίος είναι μια περιοχή του εγκεφάλου που επεξεργάζεται αισθητικές πληροφορίες από το σώμα.

Τα ηλεκτρόδια του επέτρεψαν να ελέγξει τους ρομποτικούς βραχίονες με το νου του και να λάβει αισθητική αισθητική ανάδραση, η οποία είναι επίσης παρόμοια με τον τρόπο που λειτουργούν οι νευρωνικοί κύκλοι.

“Ήμουν ήδη εξαιρετικά εξοικειωμένος και με τις αισθήσεις που παράγονται από τη διέγερση και με την εκτέλεση της εργασίας χωρίς διέγερση. Ακόμη και αν η αίσθηση δεν είναι ‘φυσική’ — feels like πίεση και ήπια τρέμουλο — αυτό δεν με ενοχλούσε,” είπε ο Κόπελαντ. “Δεν υπήρχε πραγματικά κανένα σημείο όπου ένιωθα ότι η διέγερση ήταν κάτι που έπρεπε να συνηθίσω. Η εκτέλεση της εργασίας ενώ λαμβάνω τη διέγερση ήταν σαν PB&J.”

Ο Κόπελαντ ήταν εμπλεγμένος σε einen αυτοκινητιστικό ατύχημα που του άφησε περιορισμένη χρήση των βραχιόνων του, οπότε εντάχθηκε σε μια κλινική δοκιμή για το τεστ του αισθητηριακού μικροηλεκτροδίου διασύνδεσης εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI). Εγκλιδωθήκαν τέσσερα μικροηλεκτρόδια που αναπτύχθηκαν από την Blackrock Microsystems.

Ο χειριστής του BCI πέρασε από μια σειρά δοκιμών που απαιτούσαν την πίηση και τη μεταφορά plusieurs αντικειμένων από ένα τραπέζι σε μια υψωμένη πλατφόρμα. Η αισθητική ανάδραση παρέχθηκε μέσω ηλεκτρικής διέγερσης, η οποία επέτρεψε στον συμμετέχοντα να ολοκληρώσει τις εργασίες δύο φορές πιο γρήγορα σε σύγκριση με την απουσία διέγερσης.

Ο Ρόμπερτ Γκαουντ είναι συν-σενιόρ συγγραφέας και διδάκτωρ καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής Ιατρικής και Αποκατάστασης του Πίτσμπουργκ.

“Δεν θέλαμε να περιορίσουμε την εργασία με την αφαίρεση του οπτικού συνστατικού της αντίληψης,” είπε ο Γκαουντ. “Όταν ακόμη και περιορισμένη και ατελής αίσθηση αποκαθίσταται, η απόδοση του ατόμου βελτιώνεται σε ένα αρκετά σημαντικό βαθμό. Έχουμε ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουμε σε όρους κάνων να κάνουμε τις αισθήσεις πιο ρεαλιστικές και να φέρουμε αυτή τη τεχνολογία στα σπίτια των ανθρώπων, αλλά όσο πιο κοντά μπορούμε να φτάσουμε στην αναπαραγωγή των κανονικών εισροών στο εγκεφαλό, τόσο καλύτερα θα είναι.”