Ρομποτική: Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι ερευνητές συνδύασαν την ανάγνωση των πληροφοριών από τον εγκέφαλο για να ελέγξουν την κίνηση του ρομποτικού βραχίονα με την εγγραφή πληροφοριών πίσω για να παρέχουν αισθητηριακή ανατροφοδότηση.
Οι περισσότεροι αρτιμελείς άνθρωποι θεωρούν δεδομένη την ικανότητά τους να εκτελούν απλές καθημερινές εργασίες, όταν πιάνουν ένα ζεστό φλιτζάνι καφέ, μπορούν να αισθανθούν το βάρος και τη θερμοκρασία του και να προσαρμόσουν ανάλογα το κράτημά τους ώστε να μην χυθεί υγρό. Τα άτομα με πλήρη αισθητηριακό και κινητικό έλεγχο των χεριών και των χεριών τους μπορούν να αισθανθούν ότι έχουν έρθει σε επαφή με ένα αντικείμενο τη στιγμή που το αγγίζουν ή το πιάνουν, επιτρέποντάς τους να αρχίσουν να κινούνται ή να το σηκώνουν με σιγουριά. Αλλά αυτές οι εργασίες γίνονται πολύ πιο δύσκολες όταν ένα άτομο χειρίζεται έναν προσθετικό βραχίονα, πόσο μάλλον έναν ελεγχόμενο από το μυαλό.
Η ρομποτική βελτιώνει τον τρόπο ζωή μας
Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Science, μια ομάδα βιομηχανικών από το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ Rehab Neural Engineering Labs περιγράφει πώς η προσθήκη εγκεφαλικής διέγερσης που προκαλεί απτικές αισθήσεις διευκολύνει τον χειριστή να χειριστεί έναν ελεγχόμενο από τον εγκέφαλο ρομποτικό βραχίονα. Στο πείραμα, η συμπλήρωση της όρασης με την τεχνητή απτική αντίληψη μείωσε το χρόνο που αφιερώθηκε στο πιάσιμο και τη μεταφορά αντικειμένων στο μισό, από έναν διάμεσο χρόνο 20,9 σε 10,2 δευτερόλεπτα. “Κατά μία έννοια, αυτό είναι που ελπίζαμε ότι θα συμβεί – αλλά ίσως όχι στον βαθμό που παρατηρήσαμε”, δήλωσε η συν-ανώτερη συγγραφέας Jennifer Collinger, Ph.D., αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής Ιατρικής και Αποκατάστασης του Pitt. “Η αισθητηριακή ανατροφοδότηση από τα άκρα και τα χέρια είναι εξαιρετικά σημαντική για να κάνουμε φυσιολογικά πράγματα στην καθημερινή μας ζωή και όταν αυτή η ανατροφοδότηση λείπει, η απόδοση των ανθρώπων μειώνεται”.
Ο συμμετέχων στη μελέτη Nathan Copeland, του οποίου η πρόοδος περιγράφηκε στην εργασία, είναι ο πρώτος άνθρωπος στον κόσμο που εμφυτεύτηκε με μικροσκοπικές συστοιχίες ηλεκτροδίων όχι μόνο στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου του αλλά και στον σωματοαισθητικό φλοιό του, μια περιοχή του εγκεφάλου που επεξεργάζεται αισθητήρια πληροφορίες από το σώμα. Οι συστοιχίες του επιτρέπουν όχι μόνο να ελέγχει τον ρομποτικό βραχίονα με το μυαλό του, αλλά και να λαμβάνει απτική αισθητηριακή ανατροφοδότηση, η οποία είναι παρόμοια με τον τρόπο λειτουργίας των νευρικών κυκλωμάτων όταν ο νωτιαίος μυελός ενός ατόμου είναι άθικτος. “Ήμουν ήδη εξαιρετικά εξοικειωμένος τόσο με τις αισθήσεις που δημιουργούνται από τη διέγερση όσο και με την εκτέλεση της εργασίας χωρίς διέγερση. Παρόλο που η αίσθηση δεν είναι “φυσική”, μοιάζει με πίεση και απαλό μυρμήγκιασμα, που ποτέ δεν με ενόχλησε», είπε ο Κόουπλαντ. “Δεν υπήρχε πραγματικά κανένα σημείο που να ένιωθα ότι η διέγερση ήταν κάτι στο οποίο έπρεπε να συνηθίσω. Κάνοντας την εργασία ενώ λαμβάνετε τη διέγερση απλώς πήγαιναν μαζί όπως η PB&J”.
Μετά από ένα αυτοκινητιστικό δυστύχημα που τον άφησε με περιορισμένη χρήση των χεριών του, ο Copeland εγγράφηκε σε μια κλινική δοκιμή που δοκίμαζε τη διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή με μικροηλεκτρόδιο αισθητηριοκινητικών μικροηλεκτροδίων (BCI) και εμφυτεύτηκε με τέσσερις συστοιχίες μικροηλεκτροδίων που αναπτύχθηκαν από την Blackrock Microsystems (επίσης κοινώς αναφερόμενες ως συστοιχίες Utah ). Αυτή η εργασία είναι ένα βήμα προς τα εμπρός από μια προηγούμενη μελέτη που περιέγραψε για πρώτη φορά πώς η διέγερση των αισθητήριων περιοχών του εγκεφάλου χρησιμοποιώντας μικροσκοπικούς ηλεκτρικούς παλμούς μπορεί να προκαλέσει αίσθηση σε διακριτές περιοχές του χεριού ενός ατόμου, παρόλο που έχασε την αίσθηση στα άκρα του λόγω του νωτιαίου μυελού. βλάβη.
Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι ερευνητές συνδύασαν την ανάγνωση των πληροφοριών από τον εγκέφαλο για να ελέγξουν την κίνηση του ρομποτικού βραχίονα με την εγγραφή πληροφοριών πίσω για να παρέχουν αισθητηριακή ανατροφοδότηση. Σε μια σειρά δοκιμών, όπου ζητήθηκε από τον χειριστή BCI να πάρει και να μεταφέρει διάφορα αντικείμενα από ένα τραπέζι σε μια υπερυψωμένη πλατφόρμα, η παροχή απτικής ανάδρασης μέσω ηλεκτρικής διέγερσης επέτρεψε στον συμμετέχοντα να ολοκληρώσει εργασίες δύο φορές πιο γρήγορα σε σύγκριση με δοκιμές χωρίς διέγερση.
Στη νέα εργασία, οι ερευνητές ήθελαν να δοκιμάσουν την επίδραση της αισθητηριακής ανάδρασης σε συνθήκες που θα έμοιαζαν όσο το δυνατόν περισσότερο με τον πραγματικό κόσμο. “Δεν θέλαμε να περιορίσουμε την εργασία αφαιρώντας το οπτικό συστατικό της αντίληψης”, δήλωσε ο συν-πρωτεύων συγγραφέας Robert Gaunt, Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής Ιατρικής και Αποκατάστασης του Pitt. “Όταν αποκατασταθεί ακόμη και η περιορισμένη και ατελής αίσθηση, η απόδοση του ατόμου βελτιώθηκε με αρκετά σημαντικό τρόπο. Έχουμε ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουμε όσον αφορά το να κάνουμε τις αισθήσεις πιο ρεαλιστικές και να φέρουμε αυτή την τεχνολογία στα σπίτια των ανθρώπων, αλλά όσο πιο κοντά μπορούμε να αναδημιουργήσουμε τις κανονικές εισροές στον εγκέφαλο, τόσο καλύτερα θα είμαστε”.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον ΚόσμοΑκολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube
