Будущее наступило: разработана роботизированная рука, которая успешно управляется разумом

Высокая точность управления роботизированными устройствами очень важна, чтобы облегчить жизнь парализованных пациентов и людей с нарушениями двигательной активности. Тогда эти устройства можно использовать для выполнения различных повседневных задач.

Однако неинвазивный интерфейс «мозг-компьютер» (BCI или ИМК) хорошо показывал себя в таких случаях лишь при использовании сигналов, которые поступают от мозговых имплантатов. Однако для установки этих имплантатов нужен серьезный медицинский и особенно хирургический опыт, не говоря уже об их стоимости и потенциальном риске для пациентов. Поэтому используются они редко — пока зафиксировано только несколько клинических случаев.

Что касается ИМК, которые используют неинвазивные внешние датчики, а не мозговые имплантаты, то они получают не такие четкие сигналы, что, соответственно, сказывается на точности при управлении.

Команда исследователей из Университета Карнеги-Меллона в сотрудничестве с Университетом Миннесоты смогла получить высокую точность при управлении роботизированной рукой, используя машинное обучение. Благодаря неинвазивной нейровизуализации сигнал преодолевает шумы от электрической активности мозга, что приводит к улучшению нейронной расшифровки на основе ЭЭГ и упрощает управление роботизированным устройством в режиме реального времени.

Новая роботизированная рука управляется неинвазивным интерфейсом "мозг-компьютер" с высокой точностью, что огромный плюс для выполнения ей повседневных задач

Используя неинвазивный ИМК для управления, исследователи впервые продемонстрировали, как роботизированная рука может непрерывно следовать за курсором на экране компьютера. Ранее подобные устройства, контролируемые людьми неинвазивно, следуя за курсором, двигались резко, с перерывами, словно рука пыталась «догнать» команды мозга. Теперь же рука движется плавно и непрерывно.

Уникальный подход команды ученых из Университета Карнеги-Меллона к решению проблемы смог улучшить обучение ИМК почти на 60%. Сейчас у технологии есть возможности, которые могут помочь людям взаимодействовать с другими людьми и контролировать свои действия, при этом предлагая безопасное, неинвазивное «управление разумом» роботизированных устройств. На сегодняшний день технология опробована на 68 работоспособных людях (до 10 сеансов для каждого). В ближайшем будущем планируются клинические испытания.

«Несмотря на технические проблемы с использованием неинвазивных сигналов, мы нацелены на то, чтобы донести эту безопасную и экономичную технологию до людей, которые могут извлечь из нее пользу, – говорит Бин Хе, заведующий кафедрой биомедицинской инженерии в Университете Карнеги-Меллона. – Эта работа — важный шаг в неинвазивных интерфейсах «мозг-компьютер», технологии, которая когда-нибудь станет повсеместной и будет помогать людям, как, например, смартфоны».