脳制御ロボットアームの操作を向上させるバイオエンジニア

個人がプロテーションアーム、特にマインドコントロールテクノロジーを操作する場合、タッチや把持などの操作を完全に制御することは非常に難しい。

ピッツバーグ大学リハビリテーション神経工学研究所のバイオエンジニアチームは、新しいサイエンス論文で、脳刺激が触覚感覚を誘発し、ユーザーが脳制御ロボットアームを操作することを容易にする方法を説明しています。

把持と転送時間を半分に削減

チームは、実験を実施し、視覚を人工的な触覚感覚で補足することで、把持と転送時間を半分に削減できることを実証しました。中央値20.9秒が10.2秒に減少しました。

ジェニファー・コリンジャーは、ピッツバーグ大学身体医学・リハビリテーション学科の共同シニア著者および博士課程教授です。

「ある意味では、これが起こることを期待していたが、観察したほどの程度ではなかった」とコリンジャーは述べた。「四肢や手からの感覚フィードバックは、日常生活での正常な活動を行うために非常に重要であり、そのフィードバックが欠如すると、人のパフォーマンスは低下します」。

研究参加者

研究参加者は、ネイサン・コープランドでした。彼は、脳の運動野だけでなく、身体からの感覚情報を処理する脳の領域である体性感覚皮質にも微小な電極アレイを埋め込んだ最初の人物でした。

アレイにより、彼はロボットアームを制御し、触覚感覚フィードバックを受信できるようになりました。これは、神経回路の働き方と似ています。

「私はすでに、刺激によって生じる感覚と、刺激なしでタスクを実行することについて非常に熟悉していました。感覚が『自然な』ものではないことはわかっていましたが、圧力ややわらかい刺激のような感覚でした。だから、それが私を困惑させることはありませんでした。刺激を受けながらタスクを実行することは、まるでピーナッツバターとジェリーを組み合わせるように自然でした」とコープランドは述べた。

コープランドは、自動車事故により腕の使用が制限されたため、センシモーターマイクロエレクトロードブレインコンピュータインターフェース（BCI）の臨床試験に参加しました。Blackrock Microsystemsが開発した4つのマイクロエレクトロードアレイが埋め込まれた。

BCIオペレーターは、テーブルから高台への物体のピッキングアップと転送を必要とする一連のテストを受けました。電気刺激を介した触覚フィードバックにより、参加者はタスクを2倍の速度で完了できました。

ロバート・ガウントは、ピッツバーグ大学身体医学・リハビリテーション学科の共同シニア著者および博士課程教授です。

「感覚の視覚的な要素を除去してタスクを制限したくなかった」とガウントは述べた。「制限された感覚が回復されると、人のパフォーマンスはかなり改善されました。感覚をよりリアルにし、このテクノロジーを家に持ち込むにはまだ長い道のりですが、脳への正常な入力を再現するにつれて、より良くなります」。