생체공학자, 뇌 제어 로봇 팔의 작동 개선

개人が 의수 팔을 작동시키는 경우, 특히 뇌 제어 기술의 경우, 터치나握取와 같은 동작을 수행하기 위해 완전한 운동 제어가 매우 어려워집니다.

피츠버그 대학교 Rehab Neural Engineering Labs의 생체공학자 팀은 새로운 Science 논문에서 뇌 자극이 촉각 감각을 유발하여 사용자가 뇌 제어 로봇 팔을 더 쉽게 작동시킬 수 있도록 하는 방법을 설명했습니다.

감각과 전송 시간 절반으로 줄이기

팀은 인공적인 촉각 감각을 시각과 결합하여 물체를 잡고 전송하는 시간을 절반으로 줄이는 실험을 수행했습니다. 중간 시간은 20.9초에서 10.2초로 줄었습니다.

제니퍼 콜린저는 공동 선임 저자이자 피츠버그 대학교 물리적 의학 및 재활학과의 박사 과정 교수입니다.

“일상 생활에서 정상적인 일을 하는 데에는 사물과 손의 감각 피드백이 매우 중요합니다. 이러한 피드백이 부족하면 사람들의 성능이 저하됩니다.”라고 콜린저는 말했습니다.

연구 참가자

연구 참가자는 네이선 코플랜드로, 그는 뇌의 운동 피질뿐만 아니라 몸에서 오는 감각 정보를 처리하는 뇌의 부위인 소마토센서리 피질에 작은 전극 배열을 이식한 최초의 사람입니다.

이 배열을 통해 그는 뇌를 사용하여 로봇 팔을 제어하고 촉각 감각을 받을 수 있었습니다. 이는 신경 회로가 작동하는 방식과 유사합니다.

“저는 이미 자극으로 생성된 감각과 자극 없이 작업을 수행하는 데 매우 익숙했습니다. 감각이 ‘자연스럽지’ 않아도 – 압력과 부드러운 간지러움처럼 느껴지지만 – 그것이 저를 방해하지는 않았습니다.”라고 코플랜드는 말했습니다. “자극을 받으면서 작업을 수행하는 것이 자연스러웠습니다. 그것은 PB&J처럼 느껴졌습니다.”

코플랜드는 자동차 사고로 인해 팔을 제대로 사용할 수 없게 되었습니다. 그래서 그는 센서모터 마이크로일렉트로드 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 테스트하는 임상 시험에 참여했습니다. 그는 Blackrock Microsystems에서 개발한 4개의 마이크로일렉트로드 배열을 이식받았습니다.

BCI 운영자는 테이블에서 उठ고 전송하는 여러 개체에 대한 시리즈의 테스트를 수행해야 했습니다. 촉각 피드백은 전기 자극을 통해 제공되어 참가자가 작업을 두 배 빠르게 수행할 수 있었습니다.

로버트 가운트는 공동 선임 저자이자 피츠버그 대학교 물리적 의학 및 재활학과의 박사 과정 교수입니다.

“우리는 시각적 인식의 시각적 구성 요소를 제거하여 작업을 제한하고 싶지 않았습니다.”라고 가운트는 말했습니다. “제한적이고 불완전한 감각이라도 회복되면 사람의 성능이 상당히 개선됩니다. 그러나 감각을 더 현실적으로 만들고 이 기술을 사람들의 집으로 가져가는 데에는 여전히 많은 작업이 필요합니다. 그러나 우리는 뇌에 입력하는 정상적인 입력을 재현할 수록 더 나아질 것입니다.”