Бионическая рука работает быстрее и эффективнее благодаря высокотехнологичному осязанию

Перевод отрывка статьи HealthDay от 24 мая 2021 года.

Бионическая рука работает быстрее и эффективнее благодаря высокотехнологичному осязанию

По словам Дженнифер Коллингер, доцента кафедры реабилитации Университета Питтсбурга, благодаря сенсорной обратной связи Коупленд резко сократил время, требующееся для управления роборукой, чтобы подбирать и перемещать объекты в лабораторных экспериментах.

Управляя рукой только на глаз, Коупленд выполнял подобные задачи в среднем за 20 секунд.

«Когда у него была сенсорная обратная связь, время сокращалось вдвое, до 10 секунд», - сказала Коллингер. «Это было немалое улучшение, я бы даже сказала, потрясающее. Он действительно смог делать все за время менее чем 5 секунд, что считается нормальным временем для здорового человека».

Взгляните на улучшения в этом видео, в котором Коупленд использует роботизированную руку с новой технологией и без нее.

Каждый раз, когда среднестатистический человек тянется за кружкой кофе, его мозг наполняется данными обратной связи, которые позволяют ему правильно взять кружку. Он чувствует, когда касается кружки, чтобы не опрокинуть ее; он регулирует захват в зависимости от веса кружки.

«Сенсорная отдача от того, что мы, люди, делаем, действительно важна», - сказал Дэвид Путрино, директор по реабилитационным инновациям в Медицинской школе Икана на горе Синай (Icahn School of Medicine at Mount Sinai). «Трудно выполнить такую задачу без постоянной сенсорной информации о том, где находится ваша рука в пространстве, и захватывает ли ваша рука объект слишком слабо или слишком сильно».

По словам Коллингер, электроды, размещенные в моторной коре головного мозга Коупленда, отслеживают около 200 каналов информации, исходящих из мозга.

«Мы наблюдаем за тем, как нейроны активируются и превращаем это в управляющие сигналы для роботизированной руки, чтобы участник мог дотянуться, схватить и ориентировать руку в рабочем пространстве, для подбирания и перемещения объектов»

«Затем мы можем превратить эту информацию в шаблоны стимуляции, которые воспроизводятся через электроды, имплантированные в соматосенсорную область мозга, область, которая обычно получает тактильные сигналы от вашей руки», - сказала Коллингер. «Это действительно первый раз, когда мы объединили эти два компонента, чтобы увидеть, как сенсорная обратная связь может улучшить моторный контроль в контексте интерфейса мозг-компьютер».

«Ощущения, которые я испытываю, зависят от того, какие электроды они стимулируют», - сказал Коупленд. «Они могут варьироваться от давления или покалывания до тепла, иногда постукивания, а затем я обычно чувствую их подушечками у основания пальцев».

Несмотря на новаторский подход, предстоит еще долгий путь.

«Нелегко сделать что-то только на глаз», - сказал Коупленд, который годами практиковался управлять роборукой, прежде чем к процессу были добавлены сенсорные электроды.

«Раньше, когда у меня не было сенсорной стимуляции, я мог видеть, как роботизированная рука касается объекта, но иногда, когда я поднимал его со стола он выпадал или неловко лежал в руке, поэтому я тратил дополнительное время, чтобы убедиться, что я действительно держу объект, прежде чем начать перемещать его», - пояснил Коупленд.

Однако эксперты заявили, что в ближайшее время эта технология не будет доступна массовому потреблению.

«Промышленность проявляет большой интерес к этой области, так что, я надеюсь, это ускорит процесс, но, определенно, предстоит еще много работы», - сказала Коллингер.

Например, по словам Коллингера и Путрино, технология должна быть менее инвазивной и более простой для подключения к машинам, которыми она будет управлять.

«Это первый шаг в невероятнй инвазивной технологии. Для этого требуется открытая операция на головном мозге. Вы имплантируете электроды, срок службы которых ограничен, в ткани мозга», - сказал Путрино. «До того, как это станет мейнстримом в домашних условиях, предстоит пройти долгий путь».

Примечание переводчика:

Про испытания бионической руки Коупленда с обратной тактильной связью известно давно, но чем же так примечательно это видео и почему оно стало моим любимым? Просто сравните его с предыдущим видео Коупленда (его ютуб-канал BCI Can Do Better, ссылка на видео с роборукой от ноября 2018: https://youtu.be/MjFr0rnbT24 ) и посмотрите, насколько повысилась его быстрота и ловкость, как без тактильной связи, а с ней тем более! Я давно не встречала видео, которое вызывало бы ощущение свершившегося чуда, и вот оно, это настоящая фантастика! И не важно, что это очень сырой концепт и разработчики робко намекают, что до массового потребителя еще долгий, сложный путь, важно, то, что человек на видео берет и делает.

Прогресс, скорее всего, состоит из трех факторов - оптимизация программного обеспечения, апгрейд железа (к сожалению, это пока не касается нейроинтерфейса, но я очень надеюсь, скоро Коупленд получит интерфейс нового поколения, возможно даже Нейралинк) и повышение навыка самого пользователя.

А что счастье для фана технологии, не важно, это нейроинтерфейс, робот или игра — видеть развитие.

Источник: youtu.be

Комментарии: