뇌 이식없이 작동하는 최초의 로봇 팔
로봇 팔을 제어하기 위해 비 침습적 고 충실도 인터페이스를 사용하는 과학자들의 첫 번째 실험은 성공적이었습니다. 앞으로 연구자들은 기술을 더 널리 사용할 수 있도록 완벽하게 만드는 것을 목표로합니다.
로봇 팔 및 기타 로봇 기기는 미래형 개발처럼 들릴 수 있지만 수년 동안 주변에있어 외과의와 엔지니어 모두를 돕고 있습니다.
그러나 덜 일반적인 것은 팔다리를 잃은 사람들이 움직임의 자유를 되 찾을 수 있도록하는 인공 로봇 팔입니다.
플로리다 출신의 한 남성은 모듈 식 의수족 (2007 년 암으로 잃어버린 팔을 대체 할 로봇 팔)을받은 후 2018 년 헤드 라인을 장식했습니다.
남자는 특정 신경 종말의 "재 라우팅"덕분에 로봇 팔을 제어 할 수 있지만, 지금까지 메릴랜드 주 볼티모어에있는 존스 홉킨스 대학의 과학자들이 개발 한이 보철물은 필요한 다른 사람들에게 제공되지 않습니다.
일리노이에있는 시카고 대학의 또 다른 프로젝트는 붉은 털 원숭이 원숭이의 프로토 타입 의수를 테스트하는 것입니다. 동물들은 모두 심각한 부상으로 사지 절단으로 구조되며 특수 뇌 이식 덕분에 의족을 제어 할 수 있습니다.
현재 펜실베니아 피츠버그에있는 카네기 멜론 대학과 미니애폴리스에있는 미네소타 대학의 연구자들은 처음으로 비 침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용하여 로봇 팔을 제어했습니다. 과학자들은 저널에 실린 연구 논문에서 성공을보고합니다. 과학 로봇 공학.
고도로 향상된 기술
Carnegie Mellon의 Bin He 교수는 로봇 팔의 움직임을 조정하기 위해 뇌 이식이 필요없는 인터페이스 (침습적 절차)를 사용하는 연구팀을 이끌고 있습니다.
그와 동료들은 뇌 임플란트를 삽입하려면 높은 수술 기술과 정밀도뿐만 아니라 임플란트 비용이 많이 들기 때문에 많은 비용이 필요하기 때문에 뇌와 유연한 보철물을 연결하는 고 충실도의 비 침습적 방법을 개발하고자합니다. 더욱이, 뇌 이식은 감염을 포함하여 많은 건강 위험을 동반합니다.
이러한 모든 측면은 로봇 보철물을받는 사람의 수가 적은 데 기여했기 때문에 카네기 멜론과 미네소타 대학의 과학자들은 비 침습적 기술을 개발하여 테이블을 바꾸려고 노력해 왔습니다.
그러나이를 수행하는 데는 많은 어려움이 있습니다. 특히 이전의 뇌-컴퓨터 인터페이스가 뇌의 신경 신호를 안정적으로 디코딩 할 수 없기 때문에 실시간으로 원활하게 로봇 팔다리를 제어 할 수 없다는 사실이 있습니다.
“뇌 임플란트를 사용하는 마인드 제어 로봇 장치의 주요 발전이있었습니다. 그것은 훌륭한 과학입니다.”라고 그는 "신뢰할 수있는"기술을 찾기위한 이전 단계에 대해 언급하며 말합니다.
“그러나 비 침습성이 궁극적 인 목표입니다. 신경 해독의 발전과 비 침습 로봇 팔 제어의 실질적인 유용성은 비 침습 신경 로봇의 궁극적 인 개발에 큰 영향을 미칠 것입니다.”라고 그는 덧붙입니다.
현재 프로젝트에서 그와 팀은 특수 감지 및 기계 학습 기술을 사용하여 뇌와 로봇 팔 사이의 안정적인 "연결"을 "구축"했습니다.
팀의 비 침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스는 신경 신호를 성공적으로 디코딩하여 사람이 처음으로 실시간으로 로봇 팔을 제어 할 수있게하여 화면에서 커서의 움직임을 지속적이고 원활하게 따르도록 지시했습니다.
그와 동료들은 더 많은 양의 사용자 교육과 개선 된 신경 신호 "번역"방법을 포함하는 그들의 접근 방식이 뇌-컴퓨터 인터페이스 학습을 약 60 % 향상 시켰음을 보여주었습니다. 또한 로봇 팔의 지속적인 커서 추적 기능이 500 % 이상 향상되었습니다.
지금까지 연구원들은 각각 최대 10 개의 세션에 참여한 68 명의 유능한 참가자의 협업을 통해 혁신적인 기술을 테스트했습니다. 이러한 예비 시험의 성공으로 과학자들은 결국이 기술을 필요로하는 개인에게이 기술을 제공 할 수 있기를 희망했습니다.
“비 침습적 신호를 사용하는 기술적 문제에도 불구하고 우리는이 안전하고 경제적 인 기술을 혜택을받을 수있는 사람들에게 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.”라고 He 교수는 말합니다.
"이 작업은 언젠가 스마트 폰과 같은 모든 사람을 돕는 보급형 보조 기술이 될 수있는 기술인 비 침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스에서 중요한 단계를 나타냅니다."
Bin He 교수
