دست رباتیکی که به وسیله فکر کنترل می گردد! - وبلاگ خنده و شادی

به گزارش وبلاگ خنده و شادی، امروزه بیماران قطع عضو زیادی در سراسر دنیا از اندام های مصنوعی کنترل شده با عضله استفاده می نمایند. این اندام ها محدودیت ها و چالش های زیادی دارند. قطعات پروتز معمولا دارای تنظیمات پیچیده ای هستند و بیماران را ملزم می نمایند تا برای یادگیری آن ها آموزش های زیادی ببینند.

به گزارش وبلاگ خنده و شادی، فناوری تازهی که به وسیله تیمی از محققان دانشگاه مینه سوتا (UMN) پیشنهاد شده، می تواند بر همه این چالش ها غلبه کند. ممکن است شبیه یک داستان علمی تخیلی به نظر برسد، اما محققان ادعا می نمایند که فناوری تازه به بیماران اجازه می دهد تا با استفاده از افکار خود، اعضای بدن رباتیک را کنترل نمایند.

محققان دانشگاه UMN با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی، یک دست پروتز عصبی قابل حمل طراحی نموده اند. این دست رباتیک مجهز به یک ایمپلنت عصبی است که به عصب محیطی بازوی بیمار متصل است. ادوارد کیفر یکی از اعضای این پروژه و متخصص اعصاب از دانشگاه UMN می گوید: ما با این فناوری به افراد قطع عضو اجازه می دهیم تا کنترل کاملاً طبیعی و شهودی بر اعضای مصنوعی خود داشته باشند.

اعضای مصنوعی بدن که در حال حاضر در بازار موجودند، قادرند حرکت شانه، قفسه سینه یا عضلات را تشخیص دهند. آن ها برای تشخیص سیگنال ها دارای حسگرهایی در منطقه ها خاصی از بدن انسان هستند. هر بار که بیمار بخواهد دست خود را حرکت دهد، باید عضلات بدن خود را تحریک کند. انطباق با چنین حرکات عضلانی اندام برای بیماران آسان نیست و بسیاری از این ابزار برای افراد ضعیف مناسب نیستند. بعضی از پروتز های پیشرفته و کارآمد حساس به عضله دارای ساختار پیچیده ای هستند که استفاده از آن ها را سخت می نماید.

افراد قطع عضو برای سازگاری با چنین وسایلی باید آموزش های زیادی ببینند که اغلب باعث افزایش ناامیدی و استرس آن ها می گردد. اعضای رباتیک قابل کنترل، می توانند فورا آغاز به کار نمایند و احتیاجی به تمرین، فعال سازی عضلانی و تنظیمات پیچیده ندارند. بازوی پروتز عصبی به بیماران این امکان را می دهد تا دست هایشان را به میل خود و به آسانی حرکت دهند. این یک جایگزین کارآمد و آسان برای اعضای مصنوعی کنونی است.

جولز آن توان نگوین محقق و یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: زمانی که یک فرد قطع عضو می خواهد یک انگشت مصنوعی را حرکت دهد، در واقع به حرکت انگشت فکر نمی نماید. او بسیار کوشش می نماید تا انگشت را تکان دهد. ماهیچه های بازو این سیستم را فرا می خوانند. به همین علت است که این سیستم ها احتیاج به یادگیری و تمرین زیادی دارند. در فناوری تازه، چون سیستم عصبی مستقیما تفسیر می گردد، بنابراین سریعا از قصد بیمار مطلع شده و اگر آن ها بخواهند انگشت خود را حرکت دهند، تنها کاری که باید انجام دهند این است که به حرکت دادن آن انگشت فکر نمایند.

به گفته محققان، تفاوت اصلی بین پروتز های سنتی حساس به عضله و دست رباتیک، توانایی دومی برای درک سیگنال های عصبی است. به علت ادغام هوش مصنوعی با دست رباتیک، ایمپلنت می تواند به عنوان رمزگشای عصبی (دستگاهی که قادر به درک سیگنال های عصبی الکتریکی است) عمل کند. حرکت دست در انسان با عمل عصب مدیان، نوعی عصب محیطی که از هزاران آکسون تشکیل شده است، به دست می آید. هنگامی که بیمار به حرکت دادن دست خود فکر می نماید، مغز او به اعصاب محیطی سیگنال ارسال می نماید. این سیگنال ها به وسیله رمزگشای عصبی مرتبط با عصب شناسایی می شوند، سپس بازوی رباتیک را راهنمایی می نمایند. رمزگشای عصبی از اصول یادگیری ماشینی برای تفسیر سیگنال های عصبی استفاده می نماید.

راه اندازی بازوی رباتیک مبتنی بر یادگیری ماشینی در حال حاضر به یک اتصال سیمی بین پوست و یک رابط هوش مصنوعی خارجی احتیاج دارد. محققان امیدوارند که این ایمپلنت بتواند از راه دور به هر کامپیوتری در آینده متصل گردد. این امر به افراد قطع عضو امکان حرکت سریع اندام ها را می دهد. بعلاوه با استفاده از این فناوری همه انسان ها قادر خواهند بود دستگاه های هوشمند مختلف اطراف مانند تلفن های هوشمند را با مغز خود کنترل نمایند. ژی یانگ یکی از توسعه دهندگان پیشرو فناوری تراشه های عصبی و نویسنده این مطالعه معتقد است: این فناوری قطعا برای افراد قطع عضو طراحی شده است. اما با توجه به پتانسیلی که دارد می تواند برای همه انسان ها قابل اجرا باشد.

منبع: interestingengineering