Mind-Kontrollitud Seadmed Näitavad Tulevikuvõimalusi

{h1}

Teadlased annavad vana tähenduse uue tähenduse: "mind üle asja".

See 4-osaline seeria, mis langeb kokku Aju teadlikkuse nädala, tõstab esile riikliku teadusfondide tehnilise direktoraadi tehtud investeeringud, et töötada välja tipptasemel tööriistad ja tehnoloogiad, mis aitavad paremini mõista aju.

Minnesota ülikooli teadlaste ja inseneride meeskond annab vana tähenduse uue tähenduse: "Mind üle asja".

Biomeditsiinilise funktsionaalse pildistamise ja neuroengineerimiste labori direktor Bin He juhitud meeskond on loonud mitteinvasiivse aju-arvuti liidese (BCI), mis ühel päeval suudaks taastada amputeerunud jäsemetega isikute liikuvust ja sõltumatust, halvendada ja muud kahjustused, mis takistavad või piiravad tavapärast liikumist. Selle liidese abil on vabatahtlikud suutnud täpselt kontrollida simuleeritud ja väikese mudeli kopterite lendu, kasutades ainult nende meelt.

Kuigi meelelaadimine kõlab pigem teaduslikust ilukirjandusest kui teaduslikust faktist, on teadlased seda tüüpi tehnoloogiat viimase kümne aasta jooksul järginud. Hiljutised edusammud on võimaldanud kvadripealsetel patsientidel ratastooli juhtida, šokolaadi süüa ja juua kohvi, kõik ilma sõrme tõstmata.

Seni välja töötatud kõige edukamad BCI-d on need, mis põhinevad ajju implanteeritud kirurgiliselt elektroodidel. Seda seetõttu, et ühe mõtte abil tekitatud elektrienergia on äärmiselt nõrk: mida kaugemale saate signaalist, seda tõenäolisem on, et seda ajukahjustuse püsiv ajukahjustus uppustab.

Puuduseks on see, et see lähenemine on äärmiselt invasiivne. Aju-operatsiooni ja krooniliste ajude implantaatidega kaasnevad meditsiinilised riskid ei ole tähtsusetud, eriti inimeste puhul, kelle tervist on juba kahjustatud vigastus või halvatus.

Kujutlege nüüd, kas mitteinvasiivne lähenemine võib anda sama kriipsu signaali, mis võimaldab inimestel liikuda ja suhelda keskkonda, ilma ajuoperatsioonita.

Tema ja tema kolleegide jaoks on see lõppeesmärk.

2011. aastal näitas tema meeskond, et vabatahtlikel on võimalik spetsiaalselt konstrueeritud kapuutsi, mis sisaldab elektroentsefalograafiaandureid, virtuaalse helikopteri lennamiseks reaalajas, kasutades ainult nende meelt.

Elektroencephalograafia on olnud juba aastakümneid, kuid alles hiljuti võib seda kasutada ainult ajutegevuse registreerimiseks. See ei suutnud tagada kõrge resolutsiooniga, mis oleks vajalik signaalide tähenduse tõhusaks dekodeerimiseks. Mitu aastat tagasi alustas ta meeskond nende salvestuste sidumist teiste tehnoloogiatega, sealhulgas funktsionaalse magnetresonantstomograafiaga (fMRI). Erinevate tehnoloogiate abil saadud teabe ühendamise abil suutsid teadlased paremini eristada üksikuid signaale, mis võimaldavad neid dekodeerida.

2011. aasta uuringus paluti vabatahtlikel juhtida virtuaalset helikopterit läbi nende ringi ekraanil olevate rõngaste seeria. Uurijad soovisid kindlaks teha, kui hästi andurid suudavad tuvastada kavandatud liikumist. Vabatahtlikud lendasid virtuaalsetest helikopteritest enam kui 85 protsendiga helinatest, mis on üsna julgustav.

"Minu teada oli see esimene kord, kui keegi oli kasutanud mitteinvasiivset lähenemist kolmemõõtmelise liikumise simuleerimiseks," ütleb ta. "Nagu võite kujutada, olid tulemused meie jaoks väga põnevad."

Kõige viimase katse jaoks on tema meeskond suurendanud anteid, asendades arvuti simuleeritud helikopterid väikeste kaugjuhtimisega ARDrone quadcopteritega.

Selles katses oli vabatahtlikel vaja nelja minuti jooksul nii kiiresti kui ka pidevalt kahe hõljunud vahtrõnga kaudu lennata. Vabatahtlikud juhindusid kvadkopterist videovalve tagasiside põhjal kerele paigaldatud eesmise kaameraga.

"Me tahame näidata, et on võimalik kontrollida tegelikku seadet, liikudes reaalajas ja ruumis," ütleb ta.

Meditsiinifüüsika ja biomeditsiinitehnika maailmakongressi 2012. aasta mais esitatud tulemused on võrreldavad virtuaalsete kopterite nägemustega. Isikud suutsid sooritada kuni viis järjestikust möödumist ja nelja minuti jooksul edukalt läbida enam kui 74 protsenti helinat.

Ta ütleb, et meeskond on keskendunud helikopterite sõitmisele, vastupidiselt näiteks ratastooli juhtimisele või kunstliku jäseme liigutamisele, on kahekordne.

Ühe jaoks on helikopter "tõestuseks, et mitteinvasiivset BCI-d saab kasutada mitmemõõtmelise süsteemi juhtimiseks," ütleb ta. Teisisõnu, helikopter on lihtne viis tõestada, et BCI tegelikult töötab.

Veelgi olulisem on aga, et ta loodab, et helikopteri kasutamine abistava seadme asemel aitab inimestel mõelda selle tehnoloogia laialdase kasutuselevõtu ulatusele.

Kvaliteetne mitteinvasiivne BCI võib suurendada professionaalide, nagu pilootide ja kirurgide loomulikke võimalusi, pakkudes samal ajal uusi väljakutseid ja võimalusi sportlastele ja videomängude entusiastidele, ütleb Ta.

"Selle tehnoloogia ilmselge rakendamine on inimestele, kelle liikumist kahjustatakse vigastuste või haiguste tõttu," ütleb ta. "Reaalsus on see, et see võib ka suurendada elanikkonna elukvaliteeti."

Märkus. Selles artiklis olevat teksti ja pilti ei tohi kasutada ükski muu ettevõte kui WordsSideKick.com.com ja NSF.

Toimetaja märkus: Käesolevas artiklis kirjeldatud uurimust on toetanud Riiklik teadusfond, föderaalagentuur, kelle ülesandeks on fundamentaaluuringute ja -hariduse rahastamine kõigis teaduse ja tehnika valdkondades. Kõik käesolevas dokumendis esitatud arvamused, järeldused ja järeldused või soovitused ei pruugi kajastada riikliku teadusfondi seisukohti. Vaata Stseenide arhiivi taga.


Video Täiendada: .




Uurimistöö


Väikelaste Tulevik: Kunstlikud Veised Ja Rasedad Vanemad
Väikelaste Tulevik: Kunstlikud Veised Ja Rasedad Vanemad

Kindlad Käed-Vabad Aitavad Maa Töökohti
Kindlad Käed-Vabad Aitavad Maa Töökohti

Teadusuudised


Graying Populatsioon Vähendab Globaalset Soojenemist
Graying Populatsioon Vähendab Globaalset Soojenemist

Chorus Frog Süüdi Hävitava Haiguse Leviku Eest
Chorus Frog Süüdi Hävitava Haiguse Leviku Eest

Uus Nikotiini Inhalaator: Ohutum Alternatiiv Sigarettidele?
Uus Nikotiini Inhalaator: Ohutum Alternatiiv Sigarettidele?

Hingetõmmatud Raudkoost Leitud Queens'Is Peitis Salajase 19. Sajandi Emme
Hingetõmmatud Raudkoost Leitud Queens'Is Peitis Salajase 19. Sajandi Emme

Miks Mars Tundub Edasi Liikuda Tagasi
Miks Mars Tundub Edasi Liikuda Tagasi


ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com