Istraživači koriste umjetnu inteligenciju kako bi pomogli ljudima s neurološkim stanjima da pokreću električna invalidska kolica moždanim valovima

Čim sam sjeo u električna invalidska kolica, istraživači su mi na glavu stavili kacigu s elektronskim vodičima koji su se zabijali u moje vlasište. Vršili su prilagodbe sve dok prijenosno računalo spojeno na kacigu nije počelo primati signale iz mog mozga.

S namjerom otkrivanja i najslabijih moždanih valova i prepoznavanja njihovih obrazaca za predviđanje putem umjetne inteligencije (UI), prvo sam dobio upute za vježbanje zamislio kretanje kontroliranjem avatara na ekranu samo svojim mislima, što bi zatim bila osnova za upravljanje invalidskim kolicima.

Trebalo je malo vježbe, ali na kraju se avatar pomaknuo jednostavno pored mene pomislivši da stišćem lijevu ruku.

Čak i kada sam napravio grešku – poput pomicanja avatara prema prepreci umjesto od nje – istraživači su objasnili da je uputu nadjačala tehnologija predviđanja i procjene umjetne inteligencije, koja je do tog trenutka prepoznala obrasce u mojim moždanim valovima koji bi joj mogli pomoći da točno predvidi buduće upute za avatara. 

Nakon što je instrument bio kontroliran moždanim valovima, bilo je vrijeme da pokušam koristiti svoje misli za upravljanje električnim invalidskim kolicima. Zatvorio sam oči i koncentrirao se na osjećaj pomicanja lijeve ruke, koja je nepomično počivala na mojoj nozi. Dok sam zamišljao da stišćem šaku lijevom rukom, invalidska kolica su se počela pomicati lijevo - u željenom smjeru! 

Iako mi invalidska kolica nisu bila potrebna u svakodnevnom životu, iskustvo pokretanja vozila mojim mislima – uz pomoć umjetne inteligencije – bilo je inspirativno s obzirom na potencijal koji bi moglo imati za poboljšanje života ljudi koji pate od teških ozljeda leđne moždine ili neuroloških stanja poput multiple skleroze, cerebralne paralize ili Guillain-Barréovog sindroma. 

Zbog ovih stanja pacijenti često ostaju prikovani za krevet ili ovisni o medicinskim sestrama ili članovima obitelji koji im pomažu u kretanju. 

Znanstvenici godinama nastoje razviti tehnologiju koja će pomoći osobama pogođenim ovim stanjima da povrate dio svoje pokretljivosti i tjelesne autonomije. Godine 2009. Toyota najavio invalidska kolica koja bi se mogla kontrolirati pomoću elektroencefalogramskih (EEG) signala; 2023. godine istraživači s talijanskog Sveučilišta u Padovi razvijen tehnologija sučelja mozak-stroj koja omogućuje potpuno paraliziranim osobama upravljanje električnim invalidskim kolicima pomoću moždanih valova; i druge studije o invalidskim kolicima pokretanim moždanim valovima inkorporirati proširena stvarnost, računalni vid i tehnologija offline kalibracije.

Iako su nam inovacije poput ovih uvelike pomogle da se približimo premošćivanju jaza u mobilnosti za osobe koje pate od teških spinalnih i neuroloških stanja, istraživači iz NTT Researcha rekli su mi da mnoga ograničenja i dalje postoje, posebno kada se uzme u obzir da moždani valovi nisu nužno isti kod svih ljudi, niti tijekom cijelog života pojedinca.

Na svojoj nedavnoj konferenciji Upgrade 2025 u San Franciscu, NTT Research je predstavio tehnologiju umjetne inteligencije za koju tvrde da može predvidjeti i dovršiti poremećene signale moždanih valova, omogućujući pacijentima čak i s teškim neurološkim stanjima da mogu upravljati električnim invalidskim kolicima. 

„Poznato je da se moždani valovi mogu razlikovati zbog različitih čimbenika. Međutim, naša je tehnologija osmišljena kako bi optimizirala umjetnu inteligenciju za svaku osobu, pa vjerujemo da ostaje učinkovita unatoč takvim varijacijama.“ Kengo Okitsu, rekao mi je istraživač koji je radio na projektu.  

Električna aktivnost mozga bilježi se u alfa, beta, gama, delta i theta valovima, a velik dio njihovog funkcionalnog značaja još se uvijek istražuje. raspravljalo. Beta i Mu ritam Alfa valovi, u rasponu od 12 do 30 Hz odnosno 8 do 10 Hz, povezani su s kretanjem, što sugerira planirano i instruirano kretanje. 

Međutim, moždani valovi nisu ujednačeni među populacijom. Pojedinci s kognitivnim oštećenjima kao što su demencija i Alzheimerova bolest iskusiti smanjenu aktivnost i reaktivnost moždanih valova. Dob također može ometati sposobnost pojedinaca da proizvode moždane valove dovoljno snažne za napajanje električnih invalidskih kolica; pa čak i psihijatrijske poremećaje poput ADHD-a, shizofrenije i depresije može utjecati EEG frekvencija. 

Postojeća tehnologija moždanih valova praktički ne može pratiti sve te varijacije. Umjesto toga, istraživači se klade na umjetnu inteligenciju kako bi pomogla u dovršavanju i nadopunjavanju nedovoljnih ili netočnih moždanih signala prepoznavanjem obrazaca moždanih valova koji će joj omogućiti predviđanje zamišljenog pokreta tijela. 

„Naša tehnologija će raditi za sve jer je umjetna inteligencija neprestano ažurira“, rekao je Okitsu„Fokusira se na prikupljanje podataka za umjetnu inteligenciju tijekom stvarnog rada sučelja mozak-stroj. Tako ljudi prvo mogu upravljati avatarom, a zatim se naša tehnologija ažurira uz pomoć umjetne inteligencije.“ 

Istraživači su također istaknuli da relativno brzo vrijeme reakcije od pretvaranja misli – poput stiskanja šake – u radnju – poput okretanja invalidskih kolica, također potpomaže komunikacijska infrastruktura temeljena na fotonici nazvana IOWN koja omogućuje obradu podataka visokog kapaciteta i niske latencije. Mreža koristi fotonske (svjetlosne) umjesto električnih signala za prijenos informacija kako bi se ubrzao prijenos i obrada podataka. 

Integracija ovih tehnologija u invalidska kolica kontrolirana moždanim valovima predstavlja iskorištavanje novih tehnologija za izgradnju pristupačnijih alata za mobilnost. 

Projekt bi mogao značiti promjenu načina života i za osobe s invaliditetom i za njihove njegovatelje, kojima će se pružiti veća sloboda i autonomija.