Robot Teleobecności dla niepełnosprawnych przyjmuje wskazówki z sygnałów mózgowych

Osoby z poważną niepełnosprawnością ruchową testują nowy sposób interakcji ze światem — za pomocą robota sterowanego sygnałami mózgowymi.

Użytkownik może sterować robotem po prostu myśląc.

Eksperymentalny robot teleobecności stworzony przez włoskich i szwajcarskich naukowców wykorzystuje swoje własne inteligencje, aby ułatwić życie osobie, która go używa, system nazwany wspólną kontrolą. Użytkownik za pomocą zestawu słuchawkowego wykrywającego fale mózgowe mówi robotowi, dokąd ma się udać, a robot dba o szczegóły, takie jak omijanie przeszkód i wyznaczanie najlepszej drogi do przodu.

Robot jest zasadniczo laptopem zamontowanym na ruchomej podstawie — użytkownik widzi otoczenie robota za pomocą kamery internetowej laptopa i może rozmawiać z ludźmi przez Skype.

Aby poruszać robotem, użytkownicy noszą jarmułkę wysadzaną czujnikami elektroencefalogramu (EEG) i wyobrażają sobie ruchy stóp lub rąk. Każdemu ruchowi odpowiada inna komenda, np. do przodu, do tyłu, w lewo lub w prawo. Oprogramowanie tłumaczy różne generowane sygnały na działania robota.

Jednak oprogramowanie sterujące robota samo decyduje o najlepszym sposobie zmiany trajektorii i przyspieszenia, aby dostać się tam, gdzie mu polecono. Posiada dziewięć czujników podczerwieni, które ostrzegają go o przeszkodach, którymi może się poruszać, jednocześnie podążając za wskazówkami użytkownika.

Ten projekt sprawia, że ​​robot jest na tyle łatwy w użyciu, że może oferować praktyczny sposób na zapewnienie osobom niepełnosprawnym większej niezależności, mówi Robert Leeb, naukowiec ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie, który pracował nad projektem. „Wyobraź sobie użytkownika końcowego leżącego w swoim łóżku w domu, podłączonego do całego niezbędnego sprzętu do podtrzymywania jego życia”, mówi. Mając takiego robota teleobecności, mógłby ponownie uczestniczyć w życiu rodzinnym.

Naukowcy przetestowali robota, zachęcając osoby z niepełnosprawnością ruchową i bez poruszania się po kilku pomieszczeniach wypełnionych przeszkodami. Obie grupy były w stanie kierować kursem w podobnym czasie. Musieli użyć mniej poleceń niż wtedy, gdy całkowicie kontrolowali robota i szybciej ukończyli kurs.

Uczestnicy bez niepełnosprawności ruchowej byli również testowani, jak szybko mogą ręcznie nawigować robotem, nie dając mu żadnej autonomii. Badanie wykazało, że ich czasy były tylko nieco krótsze niż wtedy, gdy dzielili kontrolę i nawigowali przez interfejs mózg-komputer. Naukowcy opublikowali swoje wyniki w ostatnim wydaniu czasopisma Postępowanie IEEE.

Naukowcy badają wykorzystanie interfejsów mózg-komputer do wszystkiego, od kierowania wózkami inwalidzkimi po poruszanie protez kończyn. Wersje wszczepiane do mózgu mogą zapewnić ludziom imponującą kontrolę nad kończynami robota, ale są trudne do zainstalowania i utrzymania oraz nie są powszechnie używane (patrz Eksperyment myślowy ).

Nieinwazyjne interfejsy mózg-komputer, które nasłuchują sygnałów EEG po prostu dotykając skóry głowy w kilku punktach, są mniej wydajne, ale bardziej praktyczne. Dostępne są proste systemy do użytku domowego, takie jak opaska na głowę Muse, przeznaczona do wspomagania medytacji, czy Emotiv, przeznaczona do gier (patrz Gry mózgowe).

Jak mówi Gernot Muller-Putz, kierownik Instytutu BCI na Politechnice w Graz w Austrii, w ciągu ostatnich pięciu lat interfejsy mózg-komputer zrobiły duży krok z laboratorium do bardziej klinicznych i domowych warunków. Urządzenia, które kiedyś projektowano z myślą o naukowcach, zostały przeprojektowane z większym naciskiem na potrzeby ludzi, którzy mogą chcieć lub potrzebować ich używania do interakcji z technologią, mówi.

Jednak Leeb mówi, że jego wspólny system sterowania robotami nie będzie wprowadzany na rynek przez wiele lat. Większość wysiłków na rzecz komercjalizacji interfejsów mózg-komputer opartych na EEG koncentruje się na tanich urządzeniach jednozadaniowych, a nie na wytwarzaniu wysokiej jakości czujników, które można wykorzystać w wielu różnych zastosowaniach.

Jeśli opracujemy system, który może być z łatwością używany przez wszystkich, tak jak telefon komórkowy, rozwinie to szeroko technologię interfejsu mózg-komputer, mówi Leeb.

ukryć