مکاترونیک نیوز | فناوری پیشرفته بر پایه هوش مصنوعی افراد قطع عضو را قادر می‌سازد تا بازوی رباتیک خود را با مغز خود حرکت دهند
به گزارش مکاترونیک نیوز، دانشگاه مینه‌سوتا فناوری دقیق را مهندسی کرده‌اند که به افراد قطع عضو امکان می‌دهد تا با استفاده از سیگنال‌های مغزشان به جای ماهیچه‌هایشان، بازوی رباتیک را کنترل کنند.
در این سیستم، تعدادی از اندام‌های مصنوعی-تجاری موجود از یک سیستم کابلی و مهار شده استفاده می‌کنند، که توسط قفسه سینه یا شانه‌ها تنظیم می‌شود، و اندام‌های پیچیده‌تر از حسگرهایی برای درک حرکات ماهیچه‌ای بسیار ظریف در اندام موجود بیمار در بالای پروتز استفاده می‌کنند. اما، هر دو گزینه می‌توانند غیر شهودی، سخت‌گیرانه باشند و نیازمند ماه‌ها تمرین برای افراد قطع عضو برای درک نحوه مانور دادن و استفاده از آنها است.
دانشمندان دپارتمان مهندسی بیومدیکال در این دانشگاه، با کمک شرکای صنعتی خود، یک دستگاه کوچک و قابل کاشت ابداع کرده‌اند که به عصب محیطی بازوی فرد متصل می‌شود. وقتی این دستگاه با یک کامپیوتر هوش مصنوعی (AI) و یک بازوی رباتیک ادغام شود، می‌تواند سیگنال‌های مغزی را بخواند و استنباط کند، و به افرادی که قطع عضو در اندام فوقانی دارند این امکان را می‌دهد تا تنها با استفاده از افکار خود، بازوها را کنترل کنند.
آخرین مقاله دانشمندان در Journal of Neural Engineering یک مجله علمی با داوری همتا برای حوزه بین رشته‌ای مهندسی عصبی منتشر شده است.
جولز آن توان نگوین، محقق فوق دکترا و دکترای مهندسی زیست پزشکی دانشگاه مینه‌سوتا، گفت: «این سیستم بسیار شهودی‌تر از هر سیستم تجاری موجود است.
با استفاده از دیگر سیستم‌های پروتز تجاری، وقتی افراد قطع عضو می‌خواهند انگشت خود را حرکت دهند، در واقع به حرکت انگشت فکر نم‌ی‌کنند، در واقع آنها سعی می کنند ماهیچه های بازوی خود را فعال کنند، زیرا این چیزی است که سیستم می‌خواند. به همین دلیل، این سیستم ها نیاز به یادگیری و تمرین زیادی دارند.اما در فناوری ما، چون سیگنال عصبی را مستقیماً تفسیر می‌کند، هدف بیمار را می‌داند.در واقع بیمار اگر بخواهند انگشتی را حرکت دهند، تنها کاری که باید انجام دهند این است که به حرکت آن انگشت فکر کنند.
نگوین نزدیک به 10 سال با دانشیار ژی یانگ از دپارتمان مهندسی زیست پزشکی دانشگاه مینه سوتا در این تحقیق شرکت داشته و یکی از خالقان اصلی پلت فرم تراشه های عصبی بوده است.
این پروژه در سال 2012 آغاز شد، زمانی که ادوارد کیفر، عصب شناس صنعت، و مدیر عامل شرکت Nerves, Incorporated، با یانگ ملاقات کرد تا در مورد ایجاد یک ایمپلنت عصبی که می‌تواند برای افراد قطع عضو مفید باشد، صحبت کند. این دو مبتکر از آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی دولت ایالات متحده (دارپا) حمایت مالی دریافت کردند و از آن زمان تاکنون چندین کارآزمایی بالینی پربار با افراد قطع عضو واقعی انجام داده اند.
دانشمندان همچنین با دفتر تجاری‌سازی فناوری دانشگاه مینه‌سوتا برای راه‌اندازی استارت‌آپی به نام Fasikl – بازی بر روی اصطلاح “fascicle” که به مجموعه‌ای از رشته‌های عصبی اشاره می‌کند – برای بازاریابی این فناوری همکاری کردند.
نگوین گفت: “این واقعیت که ما می‌توانیم بر روی اعصاب حرکتی افراد واقعی تأثیر بگذاریم و روند زندگی بیماران را بهبود ببخشیم، واقعاً مهم است. توسعه فناوری‌های جدید سرگرم‌کننده است، اما آزمایش‌هایی را در آزمایشگاه انجام می‌دهید، مستقیماً بر کسی تأثیر نمی‌گذارد. به همین دلیل است که می‌خواهیم در دانشگاه مینه‌سوتا باشیم و خود را در آزمایش‌های بالینی شرکت دهیم. در سه یا چهار سال گذشته، من این امتیاز را داشتم که با چندین بیمار کار کنم. وقتی می توانم به آنها کمک کنم که انگشت خود را حرکت دهند یا به آنها کمک کنم کاری را انجام دهند که قبلاً فکر نمی کردند ممکن است، واقعاً احساساتی شوم.”
این فناوری نه تنها برای افرادی که قطع عضودارند، بلکه برای سایر بیمارانی که از دردهای مزمن و اختلالات عصبی رنج می‌برند، مزایایی ارائه می‌دهد. یانگ آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کند که در آن جراحی‌های تهاجمی مغز ممکن است دیگر مورد نیاز نباشد و سیگنال‌های مغزی از طریق عصب محیطی به دست آید.
ژی یانگ، دانشیار گروه مهندسی زیست پزشکی، دانشگاه شهرهای دوقلوی مینه سوتا:
بخش بزرگی از عملکرد پلت فرم در مقایسه با فناوری های مشابه، ادغام هوش مصنوعی است که از یادگیری ماشین برای کمک به استنتاج سیگنال های عصبی استفاده می کندهوش مصنوعی توانایی فوق العاده ای برای کمک به توضیح بسیاری از روابط دارد. این فناوری به ما اجازه می دهد تا با استفاده از داده های انسانی، داده های عصبی را با دقت ثبت کنیم. با این نوع داده های عصبی، سیستم هوش مصنوعی می تواند شکاف ها را پر کند ، نقص ها را برطرف کند و تعیین کند که چه اتفاقی در حال رخ دادن است. این واقعاً چیز بزرگی است، اینکه بتوانیم این فناوری جدید تراشه را با هوش مصنوعی ترکیب کنیم. می تواند به پاسخگویی به بسیاری از سوالاتی که قبلاً نمی‌توانستیم پاسخ دهیم کمک کند.
علاوه بر این، تراشه قابل کاشت دارای کاربردهایی است که از حوزه پزشکی پیشی گرفته است. در حال حاضر، این پلتفرم به سیم هایی نیاز دارد که از طریق پوست به رابط هوش مصنوعی بیرونی و بازوی روباتیک متصل شوند. اما، اگر تراشه بتواند از راه دور به هر کامپیوتری متصل شود، به انسان این فرصت را می‌دهد که از دستگاه‌های شخصی خود – برای مثال تلفن یا ماشین – با مغز خود استفاده کند.
ژی یانگ، دانشیار گروه مهندسی زیست پزشکی، دانشگاه شهرهای دوقلوی مینه سوتا:
برخی از این اتفاقات در واقع در حال رخ دادن هستند. بسیاری از تحقیقات از آنچه در مقوله به اصطلاح “فانتزی” وجود دارد به دسته علمی منتقل می شود. این فناوری مطمئناً برای افراد قطع عضو طراحی شده است، اما اگر در مورد پتانسیل واقعی آن صحبت کنید، این می تواند برای همه ما قابل اجرا باشد.
علاوه بر یانگ، نگوین و کیفر، سایر همکاران در این پروژه شامل استادیار کاترین چی ژائو و محقق مینگ جیانگ از گروه علوم و مهندسی کامپیوتر دانشگاه مینه‌سوتا هستند. پروفسور جاناتان چنگ از مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تگزاس؛ و همه اعضای گروه آزمایشگاه نوروالکترونیک یانگ در بخش مهندسی بیومدیکال در دانشگاه مینه سوتا.
نام خبرنگار: مریم آموت سر
منبع خبر : www.azorobotics.com
