Εδώ και χρόνια, οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) έχουν προχωρήσει σταδιακά, δίνοντας σε άτομα με τραυματισμούς στη σπονδυλική στήλη ή χαμένα άκρα τη δυνατότητα να έλεγχος προσθετικών και δρομείς υπολογιστή χρησιμοποιώντας τα σήματα τους. Όμως, παρόλο που η τεχνολογία έχει κάνει βήματα προόδου, οι αναπαραγόμενες λεπτές, λεπτές, λεπτές αισθήσεις της αφής έχουν παραμείνει ακριβώς απρόσιτες. Τώρα, ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών από το Cortical Bionics Research Group πιστεύει ότι έχει κάνει μια σημαντική ανακάλυψη. Ένα ζευγάρι ασθενών που φορούσαν BCI ήταν σε θέση να ελέγξουν έναν βιονικό βραχίονα και να «αισθανθούν» απτικές άκρες, σχήματα και καμπυλότητες κατά μήκος των δακτύλων του. Τα ευρήματα των ερευνητών ήταν δημοσιεύεται σήμερα στο περιοδικό Επιστήμη.
Οι ερευνητές πέρασαν χρόνια δουλεύοντας με δύο ασθενείς που είχαν υποστεί κακώσεις του νωτιαίου μυελού που τους άφησαν ανίκανους να ελέγξουν τα άκρα τους. Για τη μελέτη, οι συμμετέχοντες εμφύτευσαν BCI στον αισθητήρα και την κινητική περιοχή του εγκεφάλου τους που είναι υπεύθυνη για την κίνηση των χεριών και των χεριών. Οι ερευνητές μπόρεσαν να καταγράψουν και στη συνέχεια να αποκωδικοποιήσουν όλα τα μοτίβα ηλεκτρικής δραστηριότητας που σχετίζονται με την κίνηση του χεριού του ασθενούς. Από εκεί, ζητήθηκε από τους ασθενείς να συμμετάσχουν σε μια σειρά από πολύπλοκα πειράματα που έλεγχαν έναν κοντινό βιονικό βραχίονα για να δουν αν μπορούσαν να διακρίνουν μικρές ανεπαίσθητες αλλαγές που συμβαίνουν σε όλη την επιφάνειά του. Ανέφεραν συναισθήματα και αισθήσεις όπως άκρες, καμπύλες και κατευθύνσεις που κινούνται στο χέρι. Όλα αυτά έγιναν δυνατά με μια μοναδική νέα μέθοδο που ανέπτυξαν οι ερευνητές για την κωδικοποίηση των φυσικών αισθήσεων αφής.
Ο Giacomo Valle, Επίκουρος Καθηγητής στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στη Σουηδία και ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης είπε ότι αυτή η εργασία «ξεπέρασε οτιδήποτε έχει γίνει στο παρελθόν στον τομέα των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή».
«Είμαστε σε ένα άλλο επίπεδο τεχνητής επαφής τώρα», είπε ο Valle σε μια δήλωση. «Πιστεύουμε ότι αυτός ο πλούτος είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη του επιπέδου επιδεξιότητας, χειραγώγησης και μιας υψηλής διαστάσεων εμπειρίας αφής τυπική του ανθρώπινου χεριού».
Πώς ένα BCI μπορεί να μετρήσει το λεπτό άγγιγμα
Πρώτη σύλληψη θεωρητικά από Ο επιστήμονας υπολογιστών του UCLA Jacques Vidal το 1973οι διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή λειτουργούν χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια για να λάβουν τα σήματα του εγκεφάλου ενός ανθρώπου, να τα αναλύσουν και να τα ερμηνεύσουν σε μια μορφή που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο υπολογιστής για είσοδο. Στην πράξη, αυτό σημαίνει την εμφύτευση ηλεκτροδίων χειρουργικά κάτω από το κρανίο ενός ασθενούς για την άμεση μέτρηση των εγκεφαλικών νευρώνων. Αυτά έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για να βοηθήσουν τους ασθενείς να ελέγχουν προσθετικά άκρα και ακόμη και να παίζουν βιντεοπαιχνίδια. Ταυτόχρονα, η αναπαραγωγή των πιο λεπτών αισθήσεων της αίσθησης υφής ή της κατευθυντικής κίνησης από ένα BCI έχει αποδειχθεί πρόκληση και απαιτεί ακόμη πιο προηγμένα επίπεδα μηχανικής.
Η συγκεκριμένη μελέτη προχώρησε ένα βήμα παραπέρα. Αν και βασικοί έλεγχοι κινητήρα, όπως η κίνηση ενός τεχνητού μέλους, μπορούν να επιτευχθούν με την ανάγνωση των αποκωδικοποιημένων εγκεφαλικών σημάτων ενός ασθενούς, κάνοντας τους αισθάνεστε ότι μια αίσθηση απαιτεί την αντίθετη διαδικασία για να συμβεί. είπε ο Βάλε Λαϊκή Επιστήμη Η ομάδα του έπρεπε να κωδικοποιήσει σήματα που θα σχετίζονταν με τις αισθήσεις αφής και στη συνέχεια να τα στείλει στον εγκέφαλο του ασθενούς. Αυτό είναι πιο περίπλοκο από όσο ακούγεται. Οι αισθήσεις της αφής είναι συγκεκριμένες και απαιτούν υψηλά επίπεδα ακρίβειας. Η αποστολή ακόμη και ελαφρώς λανθασμένων σημάτων στον εγκέφαλο ενός ασθενούς θα τους έκανε να αισθάνονται μπερδεμένοι και μπερδεμένοι. Η δημιουργία του έργου του BCI είναι ήδη δύσκολη, αλλά η κωδικοποίηση αισθήσεων προσθέτει ένα εντελώς νέο επίπεδο πολυπλοκότητας.
«Έπρεπε να στείλουμε ένα μήνυμα στον εγκέφαλο που μιλάει τη γλώσσα του εγκεφάλου», είπε ο Valle.
Τα πειράματα παρέχουν μια πρώιμη ματιά στο μέλλον
Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, σε δύο ασθενείς εξοπλισμένους με BCI εστάλη μια σειρά από διαφορετικά μηνύματα αίσθησης αφής και τους ζητήθηκε να περιγράψουν τι ένιωθαν. Στην αρχή, οι ασθενείς ανέφεραν ότι αισθάνονταν άκρες όπως στο τέλος ενός τραπεζιού. Μόλις αυτό ήταν επιτυχές, παρουσιάστηκαν με ελαφρώς πιο περίπλοκα σχήματα και καμπύλα γράμματα. Τελικά, έφτασαν σε ολόκληρα τρισδιάστατα σχήματα και μπορούσαν να αισθανθούν μια αίσθηση κίνησης να τρέχει στην επιφάνεια του ρομποτικού χεριού και των δακτύλων. Ο Valle είπε ότι ο ίδιος και η ομάδα του ήταν αισιόδοξοι ότι το τεστ θα λειτουργούσε, αλλά είπε ότι ήταν κάπως έκπληκτος από το πόσο αποτελεσματική είναι η διαδικασία με τον σχετικά περιορισμένο αριθμό των «καναλιών» τους που επιλέγουν και αναλύουν τα σήματα του εγκεφάλου.
Ο Valle αναγνώρισε ότι υπάρχουν ακόμη πολλοί δρόμοι για να μπορέσει θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί τεχνολογία όπως αυτή εκτός εργαστηρίου να αποκαταστήσει πλήρως την αίσθηση της αφής κάποιου. Για να γίνει αυτό, κάποιος πιθανότατα θα χρειαστεί να δημιουργήσει έναν τύπο ψηφιακού δέρματος που θα προσκολλάται σε ένα ρομποτικό μέλος και θα συλλέγει και θα ερμηνεύει γρήγορα δεδομένα για τον κόσμο. Ένας εξαιρετικά προηγμένος BCI θα πρέπει στη συνέχεια να λάβει όλα αυτά τα δεδομένα και να τα στείλει σε ένα αναγνώσιμο μήνυμα στον εγκέφαλο ενός ασθενούς. Όλα αυτά θα έπρεπε να γίνουν ουσιαστικά ακαριαία.
Υπάρχει κάποιος λόγος για κάποια αισιοδοξία. Οι ερευνητές έχουν κάνει κάνει βήματα στην λεγόμενη ανάπτυξη «E-skin». και ενσωματωμένη προσθετική τα τελευταία χρόνια. Ο Valle είπε ότι καλά χρηματοδοτούμενα, εμπορικά εγχειρήματα BCI, όπως το Neuralink και το Synchron του Elon Musk, φέρνουν επίσης την απαραίτητη προσοχή και επενδύσεις στην περιοχή. Ο πρώτος άνθρωπος ασθενής του Neuralink φέρεται να μπόρεσε να χρησιμοποιήσει το BCI του για να παίξει διαδικτυακά βιντεοπαιχνίδια και σκάκι. Η εταιρεία εμφύτευσε με επιτυχία μια συσκευή σε δεύτερο ασθενή τον Αύγουστο. Ενώ οι περισσότερες από τις πραγματικές προόδους αιχμής στον τομέα προωθούνται από ερευνητικές ομάδες στα πανεπιστήμια, είναι καλά χρηματοδοτούμενες εταιρείες όπως η Neuralink που μπορεί τελικά να χρειαστούν για να γίνει αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιήσιμη για ένα άτομο εκτός εργαστηριακού περιβάλλοντος.
Όποτε συμβεί αυτό, ο Valle είπε ότι το επίτευγμα θα οφείλεται πρωτίστως στις θυσίες των συμμετεχόντων με τους οποίους συνεργάζεται η ομάδα του. Αυτοί οι πρώτοι υιοθέτες, τους οποίους ο Valle ανέφερε ως «πρωτοπόρους», φέρεται να εργάζονταν έως και τρεις ώρες ανά συνεδρία καταγράφοντας και αναλύοντας αισθητηριακά δεδομένα. Κατά πάσα πιθανότητα, δεν θα επωφεληθούν ποτέ πλήρως από τις φιλόδοξες δυνατότητες της τεχνολογίας. Αντίθετα, θέτουν τις βάσεις για εκείνους που μπορεί να ακολουθήσουν από εκεί που σταμάτησαν.
“Χωρίς αυτούς, τίποτα από αυτά δεν είναι δυνατό”, είπε ο Valle.
Κερδίστε τις διακοπές με τους οδηγούς δώρων της PopSci
VIA: Πηγή Άρθρου
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια: Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση; Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο. Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
