Robot sterowany myślą

Technika | Dzięki analizowaniu pracy mózgu całkowicie sparaliżowana kobieta może poruszać sztucznym ramieniem.

Aktualizacja: 18.12.2012 10:46 Publikacja: 17.12.2012 23:27

Mechaniczne ramię jest połączone bezpośrednio z mózgiem pacjentki

Mechaniczne ramię jest połączone bezpośrednio z mózgiem pacjentki

Foto: UPMC

To nowy etap w kontaktach ludzi i maszyn – zgodnie twierdzą naukowcy. Dzięki wszczepionej w głowę sieci elektrod kobieta dotąd sparaliżowana od szyi w dół może wykonywać proste czynności. A raczej wykonuje je za nią robot sprzężony z umysłem kobiety.

Ruchy maszyny są precyzyjne i płynne, pozwalają na wykonywanie codziennych zajęć. – Są znacznie lepsze niż – nie wiem jak to inaczej ująć – wszystko inne, co dotąd próbowano w tej dziedzinie zrobić – chwali się prof. Andrew Schwartz z University of Pittsburgh, który przewodził zespołowi pracującemu nad nowym urządzeniem. Szczegółowe wyniki testów badacze opisują w najnowszym wydaniu specjalistycznego pisma „The Lancet".

Wystarczy chcieć

W eksperymencie zgodziła się wziąć udział 53-letnia dziś Jan Scheuermann. Cierpi na jedną z form ataksji rdzeniowo-móżdżkowej. Chorobę zdiagnozowano u niej 13 lat temu. Od tego czasu paraliż postępuje i obecnie kobieta nie może samodzielnie się poruszać. Dla niej testy nowego urządzenia były szansą na odzyskanie choć częściowej samodzielności.

Zespół prof. Schwartza zdecydował się na wszczepienie dwóch zestawów elektrod do kory ruchowej kobiety.

„Umieściliśmy w korze mózgowej 52-letniej sparaliżowanej pacjentki dwie matryce z 96 mikroelektrodami. Trening korzystania z połączenia mózg-maszyna był prowadzony przez 13 tygodni, a jego celem była kontrola sztucznej kończyny o siedmiu stopniach swobody" – piszą naukowcy na łamach „The Lancet".

Specjalne oprogramowanie „podsłuchuje" ok. 200 neuronów. – Komunikują się ze sobą szybkością impulsów elektrycznych, a my słuchamy tych „tyknięć" – trochę jak tyknięć licznika Geigera – tłumaczy sieci BBC prof. Schwartz.

Ta prosta metoda wystarczy, aby z dość dużą dokładnością odwzorować chęć poruszenia ramieniem uformowaną w mózgu na rzeczywiste poruszenia mechanizmu. Ramię, które teraz naukowcy chcą na stałe przymocować do wózka Jan Scheuermann, może poruszać się w łokciu i nadgarstku, a także chwytać różne obiekty.

- Zanim to wszystko się skończy zamierzam poczęstować się czekoladką. Jeden mały gryz dla kobiety, gigantyczny kęs dla technologii - żartowała Scheuermann, która do eksperymentalnego programu zgłosiła się po obejrzeniu w Internecie filmiku prezentującego pomysł naukowców.

Inżynierowie pracują również nad tym, aby ramię odbierało sygnały i przesyłało je do mózgu człowieka. W ten sposób można odtworzyć zmysł dotyku.

Czy to nowa era komunikacji człowieka z maszyną?

Rewolucja

Rezultaty opisywane przez naukowców są fantastyczne. „Koordynacja, szybkość i zręczność była zbliżona do tych, które osiąga pełnosprawna osoba" – twierdzą naukowcy. „Uczestniczka tych badań była w stanie poruszać ramieniem już drugiego dnia ćwiczeń. Po 13 tygodniach wszystkie ruchy wykonywała płynnie i rutynowo".

– W ciągu tygodnia zrobiliśmy program przewidziany na miesiąc - opowiada pacjentka, która nie rozstaje się z Hectorem, bo tak nazwała sztuczne ramię.

– Myślę, że to jest naprawdę przekonujący dowód, że ta technologia może pomóc w terapii ludzi z uszkodzeniami rdzenia kręgowego – dodaje prof. Schwartz.

To ten sam naukowiec, który rozpoczął podobne eksperymenty, wszczepiając elektrody małpie. Zwierzę, którego głowa oplecioną była przewodami, sterowało sztuczną łapą tak precyzyjnie, że podawało sobie do pyszczka słodycze.

Obecne prace neurobiologów i inżynierów sponsoruje m.in. amerykańska agencja zaawansowanych projektów obronnych DARPA oraz wydział weteranów National Institutes of Health. To dlatego, że tego rodzaju urządzenia mogą się przydać okaleczonym na wojnie żołnierzom. Na ich potrzeby już zresztą powstają jedne z najdoskonalszych na świecie inteligentnych protez kończyn.

Czy z postępów technologii czytania myśli będą mogli skorzystać również zdrowi ludzie? Wprawdzie nie ma tu potrzeby sterowania wózkiem, czy ramieniem robota, ale przydałaby się możliwość wydawania tą drogą poleceń np. smartfonom czy komputerom. Oczywiście przy założeniu, że analizowanie myśli nie będzie wymagało wszczepiania czegokolwiek w głowę.

Zamiast gestów i dotyku

Takie prototypowe systemy już jednak istnieją. Pozwalają m.in. sterować kursorem myszy na ekranie, wybierać ikonki czy „wpisywać" tekst. Wymagają jednak zakładania na głowę siatki elektrod.

Jednym z najdoskonalszych dostępnych komercyjnie urządzeń jest system Emotiv EPOC służący do sterowania komputerami (jest oprogramowanie na popularne systemy operacyjne) i... grami.

Według ekspertów IBM sterowanie urządzeniami samą tylko myślą – i to bez wszczepianych w głowę elektrod – stanie się rzeczywistością w najbliższych latach. Ta technologia znalazła się nawet na stworzonej przez nich liście „Pięć na pięć" – najważniejszych technologii, które pojawią się w ciągu pięciu lat.

„Wyobrażam sobie, że czujniki będę miał zawsze na sobie, na przykład wmontowane w czapkę. Że wystarczy pomyśleć o smartfonie, aby się z nim połączyć. Że zastanowię się, czy w drodze do domu czekają mnie korki, a informacja pojawi się przed moimi oczami" — prognozuje Kevin Brown z działu Emerging Technologies IBM Software Group.

masz pytanie, wyślij e-mail do autora p.koscielniak@rp.pl

To nowy etap w kontaktach ludzi i maszyn – zgodnie twierdzą naukowcy. Dzięki wszczepionej w głowę sieci elektrod kobieta dotąd sparaliżowana od szyi w dół może wykonywać proste czynności. A raczej wykonuje je za nią robot sprzężony z umysłem kobiety.

Ruchy maszyny są precyzyjne i płynne, pozwalają na wykonywanie codziennych zajęć. – Są znacznie lepsze niż – nie wiem jak to inaczej ująć – wszystko inne, co dotąd próbowano w tej dziedzinie zrobić – chwali się prof. Andrew Schwartz z University of Pittsburgh, który przewodził zespołowi pracującemu nad nowym urządzeniem. Szczegółowe wyniki testów badacze opisują w najnowszym wydaniu specjalistycznego pisma „The Lancet".

Pozostało 87% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska