چیپ ۸ میلی‌متری خواندن افکار متن را با دقت ۹۱٪ تبدیل می‌کند

یک رابط مغز-ماشین کوچک جدیدی طراحی شده است که می‌تواند افکار را به کلمات ترجمه کند. این توسعه می‌تواند به طور قابل توجهی به افرادی که دارای ناتوانی‌های شدید حرکتی هستند کمک کند تا به راحتی ارتباط برقرار کنند.

محققان EPFL این رابط مغز-ماشین مینیاتوری با عملکرد بالا (MiBMI) را مبتنی بر چیپ‌های سیلیکونی توسعه داده‌اند.

این چیپ کوچک قادر به رمزگشایی سیگنال‌های عصبی پیچیده و تبدیل آن‌ها به متن خوانا است.

“MiBMI به ما امکان می‌دهد فعالیت عصبی پیچیده را با دقت بالا و مصرف انرژی پایین به متن خوانا تبدیل کنیم. این پیشرفت ما را به راه‌حل‌های عملی و قابل کاشتر که می‌تواند توانایی‌های ارتباطی افراد با ناتوانی‌های شدید حرکتی را بهبود بخشد، نزدیک‌تر می‌کند.” مهدسا شوئران از آزمایشگاه فناوری‌های عصبی یکپارچه (INL) در EPFL گفت.

نحوه عملکرد چیپ جدید

در سال‌های اخیر، تحقیق در مورد استفاده و توسعه رابط‌های مغز-ماشین افزایش یافته است.

این دستگاه‌های کوچک می‌توانند به افراد با ناتوانی‌های شدید حرکتی کمک کنند تا با جهان اطراف خود ارتباط برقرار کنند.

ایلان ماسک و شرکت Neuralink او به شدت در حال پیشبرد توسعه رابط‌های مغز-ماشین هستند. هدف آن‌ها ایجاد رابط‌های مغز-ماشین است که می‌توانند به افرادی با شرایط عصبی مثل فلج یا آسیب‌های نخاعی کمک کنند.

در مقایسه با دیگر رابط‌های مغز-ماشین، MiBMI جدید کوچک، کارآمد و چندکاره است. سیستم‌های سنتی اغلب بزرگ، پرمصرف و دارای استفاده محدود هستند.

برای دستیابی به تبدیل مغز به متن، سیگنال‌های عصبی تولید شده وقتی که فرد نوشتن را تصور می‌کند رمزگشایی می‌شوند. الکترودهای کاشته شده در مغز فعالیت عصبی مرتبط با این حرکات دست تصور شده را ضبط می‌کنند.

چیپ MiBMI داده‌های عصبی ضبط شده را به طور آنی پردازش کرده و حرکات دست موردنظر مغز را به متن دیجیتال تبدیل می‌کند.

این دستگاه کمک خواهد کرد تا افراد با ناتوانی‌های شدید حرکتی، شامل سندروم قفل شده، ارتباط برقرار کنند.

“در حالی که چیپ هنوز در یک رابط مغز-ماشین کارآمد ادغام نشده است، داده‌های قبلی ضبط شده مانند آن‌هایی که از آزمایشگاه شنوئی در استنفورد دریافت شده‌اند را پردازش کرده و فعالیت نوشتاری دست را با دقت چشمگیر ۹۱٪ به متن تبدیل کرده است.” محمد علی شعری، نویسنده اصلی گفت.

با قابلیت فعلی خود برای رمزگشایی ۳۱ کاراکتر، این چیپ پتانسیل عظیمی برای پیشرفت‌های آینده دارد.

“ما مطمئن هستیم که می‌توانیم تا ۱۰۰ کاراکتر را رمزگشایی کنیم، اما مجموعه داده نوشتاری با تعداد بیشتری کاراکتر هنوز در دسترس نیست.” شعری افزود.

چیپ حداقل تهاجمی است

اندازه کوچک، نیاز به توان کم و حداقل تهاجم MiBMI آن را برای کاشت ایده‌آل می‌کند.

به عنوان یک سیستم کاملاً یکپارچه، MiBMI ضبط و پردازش را بر روی دو چیپ کوچک، مجموعاً تنها ۸ میلی‌متر مربع انجام می‌دهد.

“تهاجم حداقل آن اطمینان از ایمنی و کارکرد آن در تنظیمات بالینی و موقعیت‌های واقعی را فراهم می‌کند.” بیانیه مطبوعاتی گفت.

طرح شکنی MiBMI چیپ یک تغییر بازی برای رابط‌های مغز-ماشین آینده است. این طرح دستگاه‌های کاملاً قابل کاشت عملی را به واقعیت تبدیل می‌کند.

این قابلیت می‌تواند کیفیت زندگی بیماران با اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) و آسیب‌های نخاعی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و به آن‌ها امکان ارتباط بدون نیاز به حرکت فیزیکی را بدهد.

“هدف ما توسعه یک رابط مغز-ماشین چندکاره است که قابل تنظیم برای اختلالات عصبی مختلف باشد و طیف گسترده‌تری از راه‌حل‌ها برای بیماران فراهم کند.” شوئران افزود.

تیم در کنفرانس بین‌المللی مدارهای حالت جامد این توسعه را ارائه داد.

یافته‌ها در مجله IEEE زمینه جامد مدارات گزارش شدند.