مرد فلج با تنها فکر کردن پهپاد را هدایت می‌کند در یک توسعه پزشکی پیشگام
یک پهپاد مجازی که تنها با حرکات فکری مردی هدایت می‌شود، از طریق یک آزمایش نوآورانه به واقعیت پیوست. مدل هوش مصنوعی فعالیت مغزی مرد را هنگام تصور حرکت انگشتان تحلیل می‌کند. علاوه بر این، این به بررسی امکان‌های بی‌نهایتی از فناوری رابط مغز-رایانه (BCI) می‌پردازد.
در این مطالعه، پژوهشگران به بررسی توانایی‌های BCIها برای کنترل سیستم‌های پیچیده پرداختند. برخلاف کارهای قبلی که بر ورودی‌های تک تمرکز داشتند، مانند کنترل یک نشانگر یا دستان مجازی، این مطالعه گامی مهم به سوی کاربردهای چند ورودی برداشته است.
«کارهای زیادی وجود دارد که ما انسان‌ها از آن لذت می‌بریم یا انجام می‌دهیم که در آن‌ها از حرکات مجزای انگشت استفاده می‌کنیم، مانند تایپ، خیاطی، نواختن سازهای موسیقی»، دکتر متیو ویلسی، هم‌نویسنده مطالعه و جراح مغز و اعصاب در دانشگاه میشیگان در آن آربور، می‌گوید.
«این خط کار بر این تمرکز دارد که چگونه می‌توانیم کنترل چندین چیز را به طور همزمان ممکن کنیم.»
رمزگشایی سیگنال‌های عصبی
مشارکت‌کننده 69 ساله که به دلیل آسیب نخاعی دچار تتراپلژی شده بود، قبلاً به وسیله یک BCI از شرکت Blackrock Neurotech مجهز شده بود. این دستگاه شامل 192 الکترود است که در قشر حرکتی مغز، که مسئول حرکت دست‌ها است، کاشته شده‌اند.
تیم تحقیقاتی به سرپرستی متیو ویلسی از دانشگاه میشیگان، یک الگوریتم هوش مصنوعی را توسعه دادند که سیگنال‌های عصبی را به حرکات خاص انگشتان تصورشده نقشه‌برداری می‌کند. با فکر کردن به حرکت شست، دو انگشت اول یا دیگر گروه‌های انگشت، مشارکت‌کننده سیگنال‌های الکتریکی متفاوتی تولید می‌کرد که حرکت‌های پهپاد مجازی را تنظیم می‌کردند. این‌ها به هدایت دقیق در مسیر موانع کمک کردند.
«هدف انجام پهپاد سه‌روتوره واقعاً بین آزمایشگاه ما و مشارکت‌کننده مشترک بود»، ویلسی می‌گوید. «برای او، این تحقق یک آرزو بود که پس از صدمه‌اش فکر می‌کرد از دست رفته است. او علاقه و رویایی به پرواز داشت. او بسیار توانمند و مقتدر به نظر می‌رسید؛ ویدیوها را می‌گرفتیم و برای دوستانش ارسال می‌کردیم.»
مشارکت‌کننده اظهار داشت که این وظیفه نیازمند تمرکز زیادی بود، مشابه با نیاز هنگام نواختن یک ساز، و یک تمرین ذهنی مؤثر بود که از آن لذت می‌بردند.
برای ملاحظات عملی و ایمنی، پژوهشگران تصمیم به انجام یک آزمایش مجازی گرفتند. با این حال، تأیید شده که این آزمایش تئوریکاً می‌تواند به پهپادهای واقعی گسترش یابد. علاوه بر این، در حالی که این یک پیشرفت بزرگ است، ویدیو‌های دستاورد مشارکت‌کننده بیشتر نشان دادند که چگونه این دستاورد برای دوستانش توانمند بوده است.
گسترش پتانسیل‌های BCIها
BCI با سرعتی شگفت‌انگیز تحول پیدا کرده که به افراد کاملاً فلج اجازه می‌دهد گفتار و نشانگرها را کنترل کنند.
این وظایف پیچیده که به ورودی‌های متعدد نیاز داشتند، اما چالش‌برانگیز بودند. علاوه بر این، این مطالعه بنیان‌گذار بسیاری از اختراعات آینده مانند خیاطی، تایپ و حتی نواختن سازها با پیوند دادن فعالیت‌های عصبی با حرکات ظریف انگشت است.
با وجود موفقیت آن، این فناوری هنوز در مراحل اولیه است. وابستگی به هوش مصنوعی برای تفسیر سیگنال‌ها نیاز به آموزش شخصی برای هر کاربر دارد، فرآیندی که به دلیل جابجایی احتمالی الکترودها یا تغییر در فعالیت مغز در طول زمان نیاز به تکرار دوره‌ای دارد.
این چالش‌ها باید پیش از آنکه BCIها بتوانند به طور قابل اطمینان وظایف پیچیده و دنیای واقعی را انجام دهند، برطرف شوند.
این مطالعه در Nature Medicine منتشر شده است.
