Bilim İnsanları Kullanıcı Kontrolü ve Otomasyonu Birleştiren Akıllı Yapay Eli Geliştirdi

Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne’dan bilim insanları, özellikle amputeler için robotik el kontrolünü geliştirme yolları üzerinde çalışıyorlar. Parmağa özel kontrol ve otomasyonu birleştirerek kavrama ve manipülasyonu iyileştirmeye yardımcı olmak için bir yol geliştirdiler. Bu nöromühendislik ve robotik fikrini üç farklı ampute ve yedi sağlıklı insan üzerinde test ettiler. Çalışmanın sonuçları Nature Machine Intelligence dergisinde yayımlandı.

Bu yeni geliştirilen teknoloji, robotik el kontrolü için iki ayrı alanı birleştiriyor. Bu, daha önce yapılmamış bir şey ve nöroprotezlerde paylaşılan kontrolün yeni alanını takip ediyor.

Yeni kavramlardan biri nöromühendislikten geliyor. Ampute olan kişinin stumpundaki kas aktivitesi okunarak, parmağa özel hareketler belirleniyor. Diğer kavram robotikten geliyor. Robotik el, nesneleri yakalayarak ve onlara temas ederek kavrama yeteneğine sahip.

“Bir nesneyi elinizde tuttuğunuzda ve kaymaya başladığında, sadece birkaç milisaniyeniz vardır” diyor EPFL’nin Öğrenme Algoritmaları ve Sistemleri Laboratuvarı‘nı yöneten Aude Billard. “Robotik el, 400 milisaniye içinde tepki verebiliyor. Parmaklar boyunca basınç sensörleri ile donatılmış, nesneyi stabilize edebiliyor ve beyin gerçekten nesnenin kaydığını algılamadan önce.”

Sürecin başlangıcında, algoritma kullanıcının niyetini anlamak için öğrenir ve bunu protez elin parmak hareketlerine çevirir. Bunun gerçekleşmesi için, ampute önce makine öğrenimi kullanan algoritmayı, bir dizi el hareketi gerçekleştirerek eğitmeli. Ampute olan kişinin stumpundaki kas aktivitesi, sensörler tarafından tespit edilebilir. Algoritma daha sonra el hareketlerini ve karşılık gelen kas aktivitesini öğrenir ve bağlar. Sonunda, algoritma kullanıcının amaçladığı parmak hareketlerini bilecek ve bireysel parmaklar protez elde kontrol edilebilecek.

Katie Zhuang, yayının ilk yazarı. Makine öğrenimi algoritması hakkında konuştu.

“Kas sinyalleri gürültülü olabilir, bu nedenle kaslardan anlamlı aktivite çıkaran ve bunları hareketlere çeviren bir makine öğrenimi algoritmasına ihtiyacımız var” dedi.

Bilim insanları, bir kullanıcı bir nesneyi kavramaya çalıştığında, robotik otomasyonu başlattı. Algoritma, protez ele, sensörlerle temas ettiğinde parmaklarını kapatmasını ve kavramasını söyler. Sensörler, protez elin yüzeyinde bulunur. Bilim insanları, bu yeni sistemi, önceki bir çalışmadan uyarlayarak tasarladılar. Bu çalışmada, robotik kollara, yalnızca dokunsal bilgiler kullanarak nesnelerin şeklini tanımlama ve kavrama yeteneği verildi.

Bu teknolojinin, insanlar arasında etkili bir şekilde kullanılabileceği ve amputeler için protez eller arayan ticari olarak uygulanabilir bir seçenek haline gelebilmesi için hala önünde zorluklar var. Ancak bu teknoloji, bu alanda büyük bir adım ve insan ile robotik arasındaki birleşmenin fikirlerini ilerletmeye devam edecek.

“Paylaşılan yaklaşımımız, bionik el protezleri ve beyin-makine arayüzleri gibi çeşitli nöroprotez uygulamalarında kullanılabilecek ve bu cihazların klinik etkisini ve kullanılabilirliğini artıracak” diyor Silvestro Micera, EPFL’nin Bertarelli Vakfı Translasyonel Nöromühendislik Kürsüsü ve Scuola Superiore Sant’Anna’da Biyoelektronik Profesörü.