211service.com
Nadanie protetyce zmysłu dotyku
Interfejsy mózg-maszyna umożliwiły małpom i niektórym ludziom kontrolowanie kończyn robota za pomocą samych myśli. Ale najlepiej byłoby, gdyby osoba korzystająca ze sztucznej kończyny lub innego urządzenia była w stanie nie tylko sterować urządzeniem, ale także czuć, czego dotyka.
Małpa patrz: W eksperymencie małpy, którym wszczepiono dwa interfejsy — jeden, który odczytuje ich zamierzone ruchy, a drugi reaguje na wrażenia dotykowe — nauczyły się obsługiwać ramię wirtualnej małpy.
Nowe badanie z laboratorium Symbol zastępczy dla Miguel Nicolelis w Duke University Medical Center robi pierwszy krok w kierunku takiego interfejsu. W artykule opublikowanym dzisiaj w Natura , jego zespół donosi, że małpy mogą nauczyć się obsługiwać dłoń w rzeczywistości wirtualnej, która zawiera dotykowe informacje zwrotne.
Nicolelis twierdzi, że interfejsy mózg-maszyna będą przydatne klinicznie tylko wtedy, gdy będą wykorzystywać sygnały dwukierunkowe, z czuciową informacją zwrotną z urządzenia i poleceniami motorycznymi od użytkownika. Nie wystarczy tylko zapewnić ruch, mówi. Musisz wyczuć, czego dotykasz.
W pierwszym eksperymencie małpy używały joysticka do kontrolowania wirtualnego awatara (ręki i dłoni małpy) na ekranie komputera i były zachęcane do używania awatara do chwytania obiektów na ekranie. Wirtualne obiekty miały tekstury, które były przekazywane za pomocą stymulacji przez matryce mikrofalowe wszczepione w część kory mózgowej odpowiedzialnej za wyczuwanie dotyku. Małpy nauczyły się trzymać rękę awatara nad przedmiotami o określonej teksturze — przenoszonej przez częstotliwość stymulacji — w celu otrzymania jedzenia.
W innym eksperymencie małpy otrzymały tę samą dotykową informację zwrotną, ale kontrolowały wirtualną rękę za pomocą swoich myśli, za pomocą mikroprzewodów wszczepionych w korę ruchową. Chociaż ich wykonanie zadania było mniej dokładne, małpy z czasem poprawiły się.
Nicolelis mówi, że udane użycie interfejsu mózg-maszyna-mózg pokazuje, że procesy odczuwania i reagowania na wrażenia dotykowe można łączyć. Jednocześnie dekodujemy intencje motoryczne i komunikaty dotykowe – mówi. Nigdy wcześniej tego nie robiono. Chociaż stymulacja, którą otrzymują małpy jest sztuczna, mówi, wydaje się, że uczą się kojarzyć ją z informacjami dotykowymi.
Następnym krokiem jest włączenie zmysłu dotyku do prawdziwej protetyki za pomocą czujników nacisku, które będą generować podobne dotykowe informacje zwrotne o rzeczywistych obiektach. Nicolelis mówi, że jego grupa ma nadzieję zbudować symulator, który przetestuje to podejście na ludziach, a następnie włączy odczucie dotyku do protez, które tworzy dla osób o ograniczonej sprawności ruchowej.
NitishThakor , inżynier biomedyczny z Johns Hopkins University, mówi, że dodanie informacji sensorycznych jest absolutnie kolejnym logicznym krokiem w projektowaniu interfejsu mózg-maszyna. Thakor mówi, że eksperyment nie tylko demonstruje możliwość dodania dotyku, ale pokazuje, że małpy mogą nauczyć się zadania za pomocą tych sprzężonych sygnałów. Dodaje, że zastrzeżeniem jest to, że tekstury w prawdziwym świecie są znacznie bardziej złożone, podobnie jak ruchy ciała, i czy jest to skalowalne, dopiero się okaże.