Η ιδέα του ελέγχου ενός ρομπότ με το μυαλό σας μπορεί να ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύθηκε στο ACS Applied Nano Materials έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο προς την κατεύθυνση της υλοποίησής της. Μια ομάδα ερευνητών σχεδίασε μια εξειδικευμένη δομή με τρισδιάστατο μοτίβο που επιτρέπει τη μέτρηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου με τη χρήση “στεγνών” αισθητήρων, εξαλείφοντας την ανάγκη για κολλώδη αγώγιμα πηκτώματα.
Ελέγξτε το ρομπότ με το μυαλό σας
Η ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG) είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται από τους γιατρούς για την παρακολούθηση των ηλεκτρικών σημάτων του εγκεφάλου. Παραδοσιακά, αυτό περιλαμβάνει τη χρήση επεμβατικών ή μη επεμβατικών ηλεκτροδίων που βασίζονται σε αγώγιμα πηκτώματα. Ωστόσο, αυτά τα τζελ μπορεί να είναι άβολα, να ερεθίζουν το τριχωτό της κεφαλής και να προκαλούν αλλεργικές αντιδράσεις.
Για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων, οι ερευνητές διερευνούν την ανάπτυξη “ξηρών” αισθητήρων που δεν απαιτούν τζελ. Ενώ νανοϋλικά όπως το γραφένιο έχουν δείξει υποσχέσεις, η επίπεδη και λεπιοειδής φύση τους τα καθιστά ακατάλληλα για να προσαρμοστούν στα ανώμαλα περιγράμματα του ανθρώπινου κεφαλιού για παρατεταμένες περιόδους.
Σε αυτή τη μελέτη, η Francesca Iacopi και οι συνάδελφοί της είχαν ως στόχο να δημιουργήσουν έναν τρισδιάστατο αισθητήρα με βάση το γραφένιο χρησιμοποιώντας πολυκρυσταλλικό γραφένιο που θα μπορούσε να μετρήσει με ακρίβεια την εγκεφαλική δραστηριότητα χωρίς την ανάγκη κολλώδους υλικού. Σχεδίασαν διάφορες τρισδιάστατες δομές με επικάλυψη γραφενίου με διαφορετικά σχήματα και μοτίβα, πάχους περίπου 10 μm. Μεταξύ των δοκιμασμένων σχημάτων, ένα εξαγωνικό μοτίβο αποδείχθηκε το πιο αποτελεσματικό για την καμπύλη και τριχωτή επιφάνεια της ινιακής περιοχής, όπου βρίσκεται ο οπτικός φλοιός του εγκεφάλου.
Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν οκτώ από αυτούς τους αισθητήρες σε μια ελαστική ζώνη κεφαλής, η οποία τους συγκρατούσε με ασφάλεια στο πίσω μέρος του κεφαλιού. Όταν συνδυάστηκαν με ένα σετ κεφαλής επαυξημένης πραγματικότητας που εμφάνιζε οπτικές ενδείξεις, τα ηλεκτρόδια μπόρεσαν να ανιχνεύσουν ποια ένδειξη έβλεπε ο χρήστης. Στη συνέχεια, οι πληροφορίες επεξεργάστηκαν από έναν υπολογιστή για να ερμηνεύσει τα σήματα ως εντολές, ελέγχοντας τις κινήσεις ενός τετράποδου ρομπότ, και όλα αυτά επιτεύχθηκαν χωρίς την ανάγκη χειροκίνητης εισόδου.
Αν και τα νέα ξηρά ηλεκτρόδια δεν έφτασαν ακόμη την απόδοση των παραδοσιακών υγρών αισθητήρων, η έρευνα αυτή αποτελεί σημαντικό ορόσημο στην ανάπτυξη ισχυρών και εύκολα υλοποιήσιμων ξηρών αισθητήρων για διεπαφές εγκεφάλου-μηχανής. Καταδεικνύει τη δυνατότητα επέκτασης των εφαρμογών αυτών των διεπαφών πέρα από τον παραδοσιακό ιατρικό τομέα, ανοίγοντας δυνατότητες για τον έλεγχο χωρίς χέρια προσθετικών ειδών, ρομπότ και συστημάτων εικονικής πραγματικότητας.
Περαιτέρω πρόοδοι σε αυτόν τον τομέα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σημαντικές ανακαλύψεις στην ανάπτυξη πιο απρόσκοπτων και φιλικών προς τον χρήστη διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής, φέρνοντας επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε με την τεχνολογία και δίνοντας τη δυνατότητα σε άτομα με φυσικούς περιορισμούς να ανακτήσουν μεγαλύτερη ανεξαρτησία και έλεγχο.