Силой мысли можно контролировать роботизированную руку

Роботизированную руку, управляемую силой мысли, испытали в условиях многозадачности (+видео)

Представьте себе роботизированную руку, которая управляется вашим разумом. Вы можете спокойно заниматься обычной работой, задействуя человеческие руки, но при этом давать команды роботу, просто подумав о нем.

Японские исследователи объявили, что успешно сконструировали подобное устройство. Пользователь может думать о двух задачах одновременно, а робот расшифровывает мысленную команду и выполняет её.

«Многозадачность, как правило, отражает общую способность к переключению внимания. Если мы сможем добиться того же с использованием интерфейса «мозг-компьютер», то расширим человеческие возможности», — говорит Сюити Нисио из Международного исследовательского института телекоммуникаций в Киото.

Нисио и его коллега Кристиан Пеналоса разработали алгоритм для чтения электрической активности головного мозга. Когда человек думает о чем-то, нейроны возбуждаются и излучают электромагнитные импульсы. Каждая мысль или желание формируют уникальную картину электрической активности, которую можно зафиксировать — это делается с помощью электродов, размещенных на коже головы.

Обратите внимание

Подготовленный алгоритм интерпретирует записи электромагнитных колебаний и соотносит их с задачами, которые вызывают похожую мозговую активность. Затем он дает команду роботизированной руке выполнить эту задачу. Такие системы известны под названием нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ).

Чтобы проверить систему, Нисио и Пеналоса пригласили 15 добровольцев. Надев на голову колпак с электродами, каждый участник садился в кресло и пытался сбалансировать маленький шарик на ровной поверхности. При этом компьютер записывал электрические сигналы его мозга.

Во второй части эксперимента участники мысленно представляли, как роботизированная рука подаёт им бутылку с водой. Компьютер считывал нейронные импульсы, свойственные для этой команды, и выполнял её.

Затем людям предложили одновременно выполнять обе задачи: заниматься с шаром и мысленно управлять роботизированным манипулятором. Все участники успешно выполнили требуемое за установленное время.

Некоторые испытуемые были намного успешнее других по части многозадачности. «Люди четко поделились: лидеры работали в многозадачном режиме 85% времени, а худшие — 52% времени», — говорит Пеналоса. Низкие баллы отражают не точность интерфейса «мозг — компьютер», а способность человека переключаться от одной задачи к другой.

Нисио и Пеналоса верят, что подобный интерфейс однажды обеспечит правильную обратную связь, которая поможет людям мысленно управлять сложными механизмами. Ученые продолжают работу в надежде, что её результаты найдут применение в медицине — для производства умных протезов и экзоскелетов.

Источник: http://www.robo-geek.ru/nauchnye-razrabotki-programmnoe-obespechenie/robotizirovannuyu-ruku-upravlyaemuyu-siloi-mysli-ispytali-v-usloviyah-mnogozadachnosti

Источник: http://www.mitrey.ru/robotizirovannuyu-ruku-upravlyaemuyu-siloj-mysli-ispytali-v-usloviyax-mnogozadachnosti-video

Разработка томичей позволит управлять протезом руки силой мысли

Инновационный портал Томской области

Томские инженеры и ученые из компании Neuronmech разрабатывают систему, которая позволит управлять мехатронной рукой при помощи силы мысли. В будущем разработка может помочь пациентам с ампутированными конечностями.

Как сообщается на региональном инновационном портале, система состоит из нейрообруча Muse с пятью датчиками, которые снимают нейросигналы мозга, программного обеспечения и мехатронной руки, выполняющей действие.

«Мы используем пятиканальный нейроинтерфейс Muse, снимаем энцефалограмму с коры головного мозга, получаем большое количество данных и привязываем их к определенному состоянию.

Состояние привязывается к действию мехатронной руки, робота, квадрокоптера.

Данные по состоянию заносятся в программу: как только полученные с нейроинтерфейса сигналы совпадают с эталоном, устройство выполняет действие», — объясняет медицинский статистик Neronmech Захид Гасымов.

Важно

Нейрообруч записывает состояние человека во время действия и мысль о том, что это действие выполняется. В качестве мехатронного устройства может выступать любая конструкция с Bluetooth-модулем. Так, для демонстрационных целей томичи разработали несколько вариантов взаимодействия с роботами, простых и сложных.

«У нас есть три вида нейроинтерфейсов: трехканальный, пятиканальный и четырнадцатиканальный. Самый простой — это управление по состоянию: медитации (успокоения) и концентрации (когда вы вспоминаете и думаете). Наши маленькие роботы настроены на состояние концентрации.

Это простая программа: вы о чем-то напряженно думаете, уровень концентрации в этот момент растет до 30 пунктов, и эта отметка приводит робота в движение. Вы продолжаете концентрироваться, достигаете 50 пунктов — робот поворачивает налево, 70 пунктов — направо. Если вы достигли 90 пунктов — он начал крутиться, например.

Так можно увидеть, что передача состояния человека мехатронному устройству действительно работает», — рассказала гендиректор Neronmech Юлия Лобода.

Также разработчики планируют напечатать на 3D-принтере антропоморфного робота в человеческий рост, установить на него моторы и обучить более сложным действиям: принимать сигналы, чтобы двигаться, стоять, сидеть.

Проект управления мехатронной рукой получил поддержку от Фонда содействия инновациям по программе «Старт». Итогом работы должен стать рабочий прототип мехатронной руки на нейроуправлении и пакет ПО.

«Мы должны представить в Роспатент две программы: это база данных паттернов (какие состояния мы сможем смоделировать на устройстве) и управляющая программа на четыре положения руки с интерфейсом, с которым может справиться любой пользователь. Возможно, программа будут обучаться с использованием нейросетей», — пояснила Юлия Лобода.

Анастасия Кирсанова

Источник: https://news.vtomske.ru/news/157399-razrabotka-tomichei-pozvolit-upravlyat-protezom-ruki-siloi-mysli

Контролируй эту механическую руку — только силой мысли

Джисоо Ким представляет плавное движение своей левой рукой, и рука-робот поворачивается влево. Джисоо концентрируется на правой руке, и механизм двигается вправо. И так далее.

Источник изображения: makezine.com

Дело происходит на выставке «Когнитивные технологии», организованной на базе музейного центра «Эксплораториум» в Сан-Франциско. На Ким надет электроэнцефалографический прибор, соединённый с компьютером, экраном и алюминиевой рукой, сделанной Джоном Ферраном.

 Неопреновая шапочка на голове Ким оснащена электроэнцефалографическими сенсорами, которые «считывают» волны её мозга и обрабатывают сигнал с помощью интерфейса «мозг-компьютер» OpenBCI (Open Brain-Computer Interface — программа с открытым исходным кодом).

 

— говорит Томас Вега. Он учится по специальности в области компьютерной науки и когнитивных технологий и является членом группы «Когнитивные технологий» при Калифорнийском университете. Эта группа выступила одним из устроителей выставки.

Совет

Задача её членов — сделать так, чтобы технологии стали применимы в современном мире, для повседневных нужд. Раньше нейро-компьютерный интерфейс использовался для научных исследований.

Но постепенно инструменты становятся более точными, разработчики получают всё больше информации и могут направлять её для решения бытовых проблем.

Методы регистрации электрической активности мозга разработал немецкий физиолог Ганс Бергер еще в 1929 году. В 1970-х годах учёные сделали значительные успехи в расшифровке отдельных сенсорных импульсов.

Уже тогда стало понятно, что с чтением мыслей это не имеет ничего общего.

Зато научная общественность сконцентрировалась на более реальных вещах: распознании шаблонов электрической активности и использовании их для формирования мысленных приказов электронике. 

В 1988 году впервые была продемонстрирована «виртуальная клавиатура» Фарвелла и Дончина, которую можно назвать первым практическим применением BCI. Затем научный прогресс стал буквально опережать научную фантастику!  

На данный момент активно разрабатывается применение технологий нейро-компьютерного интерфейса в реабилитационной медицине.

Есть надежда на то, что в ближайшем будущем можно будет существенно улучшить качество жизни парализованных людей.

Успехи в этом направлении очевидны: уже есть примеры, когда BCI используется в управлении инвалидной коляской или в контроле за девайсами, выполняющими физические движения.  

Парализованная женщина двигает рукой робота только силой мысли. Источник: youtube.com

Главные сложности в практическом применении нейро-компьютерного интерфейса — большие габариты систем с множеством проводных соединений и малое время автономной работы. Но, похоже, и эти проблемы постепенно решаются.

Так, Брауновский Университет недавно представил результат десятилетней работы группы учёных — коммерческий вариант беспроводного устройства, которое может крепиться на череп и передавать с помощью радиосигналов команды, полученные от имплантата в головном мозге.

Современная философская конструкция: мозг в колбе. Источник: philosophynowncad

Другие проблемы, которые решают разработчики интерфейса «мозг-компьютер», относятся к сфере коммуникаций. Как сделать так, чтобы компьютер понимал человека? Оказывается, для этого и человек, и компьютер должны обучаться.

Обратите внимание

Оператору BCI нужно сосредотачиваться на определенных действиях, а информационная система, в свою очередь, должна быть обучаема, чтобы подстраиваться под конкретного человека и различать среди информационного шума чистый сигнал.

Всё-таки мозг у всех работает по-разному. 

О том, как непросто управлять своими мыслями, рассказывает победитель состязания операторов BCI, организованного в декабре 2014 года Ростовским НИИ нейрокибернетики в декабре 2014 года (участникам нужно было пройти на скорость виртуальный лабиринт):

Источник: https://newtonew.com/tech/kontroliruj-etu-mehanicheskuju-ruku-tolko-siloj-mysli

Нейроинтерфейсы: Как управлять миром силой мысли

Экзоскелеты, механические руки, глаза-камеры и уши-микрофоны, передача мысли от мозга к мозгу – всё это уже реальность, возникшая на наших глазах в последние 15-20 лет.

Технологии пока несовершенны, а некоторые – принципиально несовершенны на нашем уровне знаний. Однако первый удар по мячу на чемпионате мира по футболу в 2014 году нанёс человек с парализованными ногами.

Читайте также:  Ученые работают над созданием википедии для роботов

И пусть это выглядело не особенно впечатляюще, но человек управлял механической конечностью, и управлял мысленно.

История началась в 60-е годы прошлого века, когда в нескольких лабораториях стали работать с имплантированными в мозги обезьян и людей электродами. Человек с таким имплантатом нажимал на кнопку, меняя слайды в проекторе.

Затем кнопку от проектора отсоединяли, но слайды продолжали переключаться по сигналу. В это же время начались работы по восстановлению слуха глухих через микрофон, совмещённый со слуховым нервом.

Но настоящий прорыв лет назад, когда появились достаточно мощные компьютеры и новые алгоритмы.

Как работают нейроинтерфейсы, нам рассказал Александр Каплан, руководитель лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ им. М.В. Ломоносова.

Читает ли компьютер мысли?

– В интерфейсе “мозг – компьютер” нет ничего мистического, – говорит Каплан. – Технология позволяет регистрировать электрическую активность мозга и преобразовывать её в команды для внешних исполнительных систем.

Мозг спрятан глубоко в черепе, но электрические поля, создаваемые нервными клетками, пробиваются через кости, мышцы, кожу и улавливаются электродами на кожной поверхности головы. Это хорошо всем знакомый метод электроэнцефалографии – нет такой поликлиники, где бы он ни применялся для диагностики.

Мы в лаборатории тоже занимались диагностикой, но в какой-то момент мне стало интересно: а почему бы этот сигнал не послать на какое-нибудь внешнее устройство, чтобы управлять им?

Как из человека стать машиной: биохакеры и мировое господство

Когда мы управляем руками, мы их видим и ощущаем, но электрических полей в голове мы не чувствуем.

Оказалось, что этому можно научиться: на экране компьютера испытуемому показывают активность мозга и просят так или иначе изменить её. Постепенно у него начинает получаться.

Важно

Отсюда уже недалеко до нейроинтерфейса, нужно лишь послать изменение ритма на внешнее устройство.

– Что можно сделать? Ну, конечно, игрушки – они есть уже сейчас. Например, человек управляет игрушечной машинкой, изменяя активность мозга, – рассказывает Каплан. – Задаёт ей повороты.

А наша задача – вычленить те самые сигналы мозга, составить нужный алгоритм. Ошибок должно быть как можно меньше, а время распознавания сигнала как можно короче.

Если с момента, когда ребёнок задумал повернуть машинку, до самого действия проходит полчаса, какая уж тут игра!

Лучше всего спонсируются медицинские применения. И, надо сказать, интерфейс “мозг – компьютер” там нужнее всего. Например, есть постинсультные пациенты, которые не могут говорить и находятся в таком состоянии годами. Что делаем? Рисуем на экране компьютера матрицу, где в каждой клеточке написана буква.

Клеточки мигают по очереди со скоростью 5-6 помигиваний в секунду. А в это время компьютер показывает энцефалограмму: если какая-то буква заинтересовала человека, реакция будет сильнее. Мы детектируем внимание и печатаем букву.

Сейчас, по словам учёного, в его лаборатории скорость распознавания сигнала – примерно 8-10 букв в минуту, а безошибочных попаданий 95%.

Такой аппарат уже год тестируется в Первой градской больнице. Человек может общаться с помощью интерфейса, но пока медленно. В разработке – выход в интернет усилием мысли.

То же самое с парализованными пациентами, которые научились управлять инвалидным креслом, да и механическим экзоскелетом, если вспомнить первый удар на ЧМ-2014.

Гражданская наука: Как отдать учёным свои мозги, руки и компьютеры

Есть и другой способ расшифровать намерения мозга – вживить в него электроды. В мозг втыкается пластинка, усеянная иголочками.

Совет

Сама пластинка очень маленькая, примерно пять на пять миллиметров, а иголочек в ней около сотни. Это электроды, которые регистрируют электрическую активность отдельных нервных клеток в том месте, куда воткнуты.

На голове есть разъём, который связывает по проводам мозг с компьютером и дальше – с внешним устройством.

Уже есть пациенты, несколько человек, которые хорошо двигают, например, механической рукой: в эксперименте 2012 года женщина манипулятором берёт чашку кофе, шоколадку со стола, подносит её ко рту. Эта технология более чувствительна: электрод на коже снимает сигнал со 100-300 тысяч клеток, а здесь с каждого нейрона.

При имплантации такой пластины медику не требуется попасть точно в то место, которое управляет руками здорового человека. Достаточно воткнуть электрод в зону коры, которая в целом отвечает за подобные действия, а мозг сам разберётся, какие сигналы ему посылать. Такой вот он, мозг, умный.

Недавно прошло сообщение, что американцы собираются таким образом управлять самолётом. Реально ли это?

– Реально. Только самолёты будут падать, – объясняет Каплан. – Кто ж возьмётся управлять летательным аппаратом, если сигнал распознаётся через полторы – две секунды, да ещё с пятью процентами ошибок? Пока я не видел подобных разработок.

Как почувствовать механическую руку?

Одно дело – приказать механизму, совсем другое – получить от него обратную связь. Например, ощутить механической рукой шершавость поверхности, почувствовать, куда едет игрушечная машинка, увидеть картинку с телекамеры так, будто это твой собственный глаз. Здесь успехи киборгизации скромнее, но они есть.

Во-первых, обезьянам пробовали вживлять электроды не только в то место, откуда идёт сигнал, но и в сенсорную кору, которая связана с ощущениями. А на механической руке были датчики, распознающие текстуру предмета. И обезьяны уверенно отличали шероховатые поверхности от гладких.

Роботы научились питаться органикой

Во-вторых, можно обучить мозг получать сигнал об успешности действия:

– Допустим, человек управляет машиной на мониторе компьютера. Если он делает успешный поворот, то в сенсорную кору его мозга поступает сигнал с частотой 10 герц, а если неверно – 30. Таким образом мозг понимает, правильно он действует или нет. И человек с закрытыми глазами может регулировать активность мозга и управлять механизмом, – рассказывает Каплан.

В-третьих, сенсорные датчики уже используются. Например, в видеокамерах для слепых. Конечно, мозг не получает столь же детальную информацию, как от живого глаза, потому что в сетчатке 126 миллионов чувствительных единиц – в компьютерном мире это называется пикселями. У настоящего глаза каждый такой пиксель имеет выход в мозг. Столько проводов от камеры внутрь головы не проведёшь.

– В природе не предусмотрена встреча со 126-мегапиксельными камерами, – говорит Каплан. – И пока нет соображений, как это сделать искусственно.

Но даже 400 входов уже позволяют слепому “видеть” препятствия и ориентироваться.

Когда мозг сольётся с компьютером?

Год назад появилось сообщение, что через интерфейс “мозг – компьютер” один человек передал слово “привет” другому. Оба были в специальных шапочках.

Можно ли научиться передавать не только отдельные слова, но и связные мысли? Или вообще подключить мозг к компьютеру настолько, чтобы человек, допустим, видел панораму Манхэттена чужими глазами, то есть камерами, а сам находился в Ростове? И ещё управлял этими “глазами”? Где предел технологии?

– Если бы мы научились транслировать тексты в мозг, это было бы очень круто, – говорит Каплан.

– Такие опыты проводят уже лет шестьдесят, с тех пор как в человеческий мозг начали вживлять электроды, но пока результатов нет. Если в алфавите 33 буквы, вы должны стимулировать мозг в 33 местах.

И человек не просто должен понимать, что идёт стимуляция, но и распознать конкретное место. Неизвестно, как это сделать.

Стать гражданами орбитального государства захотели 500 тыс. человек

Такая же проблема и с виртуальным Манхэттеном. Проблема расшифровки. Понятно, что 126 миллионов электродов в мозг не затолкать, но, может быть, мы сумеем стимулировать его по небольшому числу каналов какими-то специальными способами?

– Для этого нужно расшифровать весь информационно-аналитический процесс, который идёт в голове, – объясняет Каплан.

– Как контактирует компьютер с, допустим, флешкой? Они подогнаны друг к другу, одни и те же инженеры сделали и флешку, и компьютер.

Обратите внимание

А здесь ситуация другая: одни инженеры – высокого класса – сделали мозг, другие – поделки вроде нейроинтерфейса. И вот они пытаются их совместить, хотя не знают ни кодов, ни формата, ни где что хранится… В этом вопросе я скептик.

Мозг гораздо сложнее компьютера. Самый совершенный процессор содержит два миллиарда операционных единиц, а мозг – миллион миллиардов. Это контакты между нервными клетками. Из анатомии известно, что самих клеток 86 миллиардов и на каждую приходится примерно 15 тысяч контактов.

К тому же мозг очень пластичен: вчера здесь проходили импульсы, а сегодня нет. Так что полная виртуальность пока откладывается. Но начало положено: мы уже умеем отличать свет от тени через камеру.

Читайте также:  Миниатюрные магнитные роботы - работники сборочных конвейеров будущего

Киборг

Гибрид живого организма и электронного устройства. Любого пациента с имплантированным кардиостимулятором можно считать киборгом. Но лишь в последние несколько лет учёные нашли способы гибридизировать мозг человека и машину.

Системы “мозг – компьютер”

Развитие нейроинтерфейсов стимулировали в первую очередь работы учёного бразильского происхождения Мигеля Николелиса, опубликованные на рубеже 1990-х и 2000-х годов. Он создал системы управления механической рукой (управляла обезьяна) и восприятия тактильных ощущений. Так в этой области наметились два конкурирующих исследовательских направления.

Систейдинг: первые вольные острова-государства появятся в 2017 году

Сегодня интерфейсы бывают двух типов: инвазивные и неинвазивные. Первые отмечают электрическую активность мозга и передают её на компьютер напрямую, через имплантированные в мозг электроды. Вторые расшифровывают сигналы энцефалограммы.

Есть учёные, вживившие электроды в свой мозг.

ри имплантации электродной матрицы некоторые нервные клетки разрушаются. Но это микроскопические нарушения, некритичные для мозга.

Экспериментальные нейроинтерфейсы

В 1963 году американский кибернетик и нейрофизиолог Грей Уолтер поставил эксперимент, в котором впервые был использован интерфейс “мозг – компьютер”. “Пациентам по медицинским показаниям были имплантированы электроды в различные области коры мозга. Им предлагалось переключать слайды проектора, нажимая на кнопку.

Обнаружив область коры, ответственную за воспроизведение этого мышечного паттерна, исследователь подключил её напрямую к проектору. Пациенты нажимали на отсоединённую кнопку, но слайды продолжали переключаться: управление осуществлялось непосредственно мозгом, причём даже быстрее, чем человек успевал нажать на кнопку”, – пишут О. Левицкая и М.

Лебедев в монографии “Интерфейс мозг – компьютер: будущее в настоящем”.

Источник: https://rg.ru/2016/12/16/nejrointerfejsy-kak-upravliat-vneshnim-mirom-siloj-mysli.html

Ампутант обеих рук управляет протезами силой мысли | НЕ ИНВАЛИД.RU

Житель Колорадо Лес Бо (Les Baugh) стал первым человеком в мире, который стал пользоваться роботизированными протезами вместо ампутированных рук.

Разработка инженеров из Лаборатории прикладной физики (APL) при университете Джонса Хопкинса позволила двустороннему ампутанту Лесу Бо воспользоваться модульным протезом до плеч.

Хирургическая процедура Incendio позволяет управлять системой протезов следующим образом: пациент думает о действии конечности и через короткий промежуток времени роботизированнная рука начинает выполнять заданную задачу.

Важно

Система протезов MPL разрабатывалась с 2004 года в рамках Программы протезирования США. Перед вводом системы роботизированных протезов Лес Бо была сделана операция в больнице Хопкинса, известной своими достижениями в области целевой мышечной реиннервации.

«Это относительно новая хирургическая процедура, которая присваивает нервы, контролирующую руки», — рассказал травматолог, доктор медицинских наук Альберт Чи.

После операции Бо посещал лабораторию для обучения по использованию инновационных протезов для того, чтобы научится работать в системе распознавания действий и соотношения их с мысленными задачами.

В этой системе используются алгоритмы распознавания образов для идентификации физического лица, после чего мышцы сокращается, передают нужную для действия амплитуду и частоту.

Во время операции пациент был оснащен так называемым пользовательским гнездом, которое поддерживает протезы и соединяет их с реиннервационными нервами. В настоящее время проходят тестирование недорогие интерфейсы, которые могут координировать сложнейшие задачи и помогут обеспечить потребителям портативную систему обучения.

Когда Бо прикрепили руки-протезы, он почувствовал себя «в совершенно ином мире». Он смог переставить чашку с одной полки на другую и это стало доказательством его умения мысленно координировать контроль восьми движений.

«Нашей главной задачей стала способность пациента моделировать деятельность, с которой он ежедневно будет сталкиваться изо дня в день у себя дома», — говорит одна из разработчиков APL Кортни Моран.

— На сегодняшний день ни один другой протез в мире не способен сделать что-либо подобное». Для исследователей было важно, что после десяти дней обучения пациент смог управлять протезами.

По словам Моран, это является подтверждением интуитивного характера управления.

Исследовательская группа была поражена тем, что Бо так быстро освоил управление протезами.

«Мы предполагали, что он справится с нашими протезами быстрее, чем с обычными системами. Но он освоил способ управления так быстро, что это превзошло наши ожидания. Ведь это первый бимануальный одновременный контроль двух рук», — подчеркивает Моран.

Руководитель проекта Майкл Маклафлин считает, что появление протеза такого типа можно сравнить со временем появления Интернета. «Перед нами огромный потенциал и мы только встали на этот путь. Полагаю, что в ближайшие 5-10 лет произойдет феноменальное продвижение в этой области», — утверждает он.

Маклафлин рассказал, что разработчики планируют отпустить Бо домой с установленной сложной системой конечностей и понаблюдать, как они будут интегрироваться в повседневной жизни.

Совет

Ло Бо ждет этого дня с нетерпением: «Господи, самое обычное станет снова для меня доступным! Я мечтаю снова делать самые простые вещи своими руками, о которых большинство людей даже не задумываются…»

код для сайта или блога

Источник: http://neinvalid.ru/amputant-obeih-ruk-upravlyaet-protezami-siloy-myisli/

Управляемые силой мысли роботизированные конечности

Здравствуйте уважаемые читатели . Сегодняшняя статья продлевает тему роботизированных протезов т.к. недавно такая рука значительно улучшила качество жизни одного парализованного американца.

Технология протезирования недавно вышла на новый уровень. Все ближе и ближе тот день, когда одной лишь силы мысли станет достаточно для управления механической конечности. Это в очередной раз доказала команда ученых из Калифорнии, благодаря слаженным действиям Калифорнийского технологического института, медицинской школы и центра реабилитации Rancho Los Amigos.

Выбранным пациентом оказался парализованный еще в 2002 году Эрик Сорто. С помощью силы мысли и роботизированной руки он смог самостоятельно выпить из стакана. Мужчина лелеял мечту об этом уже 13 лет с момента начала паралича. Эрик Сорто парализован почти полностью, его организм утратил способность двигать конечностями.

Все это далось исследователям нелегко. На доработку плавности движений у них ушло три года спустя момента имплантации в мозг двух компьютерных чипов. Исследователи долго не могли найти нужные зоны головного мозга, отвечающие за точный контроль управлением конечности.

Сначала они полагали, что весь секрет кроется в первичной коре головного мозга, отвечающей за двигательные функции, координирование и сокращение мышц.

Однако потом оказалось, что при их взаимодействии роботизированная конечность не может плавно двигаться, сильно дергаясь во время движения.

Проблема решилась после вживления компьютерных чипов в наружную часть теменной доли коры головного мозга.

Обратите внимание

Специальные высокотехнологичные чипы являются, по сути, сложными нейронными имплантатами, которые были разработаны специалистами в Калифорнийском технологическом институте. Они крайне малы по размеру – несколько квадратных миллиметров. После проделанной операции вживления имплантата в мозг, по окончании двух недель Сорто уже смог самостоятельно пожать руку прооперировавшим его специалистам.

По словам пациента, управлять движением руки оказалось очень просто, и он прекрасно ее контролировал. Имплантированные в мозг компьютерные чипы отвечают за сбор информации и сигналов с головного мозга, так же они отвечают за вычисление и дальнейшую обработку этой информации.

Такой протез может улучшить качество жизни многих людей, в том числе с различными врожденными патологиями.

Таким образом, совсем скоро в коммерческую продажу поступят высокотехнологичные роботизированные протезы, которые способны заменить любую утраченную конечность и управляемые одной лишь силой мысли.

Источник: http://helpinsult.ru/upravlyaemye-siloj-mysli-robotizirovannye-konechnosti.html

Макаки научились управлять роботом силой мысли. Видео | Rusbase

17:58, 29 мая 2008

Всего три дня потребовалось обезьянам, чтобы научиться доставать пищу с помощью робота

  Две макаки, в мозг которых вживили крохотные сенсоры, научились управлять механической рукой-роботом, опираясь исключительно на силу своей мысли.

С помощью механизма они доставали пищу, и даже в случае необходимости могли контролировать размер и плотность лакомства.

Это научный прорыв для ученых, занимающихся разработкой протезов и других автоматических приспособлений для парализованных людей. Результаты исследования будут опубликованы в ближайшем выпуске журнала Nature.

Обезьяны помогают людям

Эндрю Шварц из Медицинской школы Питтсбургского университета, где проходило исследование, говорит, что ученые планируют в конечном итоге применить эту технологию в производстве протезов для людей с травмами позвоночника или такими состояниями как заболевания двигательных нейронов, при которых полный паралич не позволяет пациентам управлять искусственными конечностями или инвалидным креслом. Медики надеются, что однажды будут созданы машины, которые будут фактически функционировать как естественное продолжение тела человека. До сих пор подобные управляемые мозгом устройства применялись для направления курсора на мониторе компьютера. Команда Шварца попыталась применить эти технологии для выполнения простых действий в реальном мире.

Трехдневный курс управления роботом для макак

Обезьяна управляет механизированной рукой точно так же, как она управляет своими естественными конечностями – с помощью сигналов мозга. Команда Шварца обеспечила улавливание этих сигналов через набор микроэлектродов, имплантированных в мозг обезьян. Эти сигналы затем усиливались и передавались в компьютер, управляющий роботом.

Обезьяны, участвующие в эксперименте, мягко закреплены в сиденьях, что не позволяет им просто встать и взять пищу традиционным способом.С помощью руки-робота обезьяны снимали  зефир со шпажки, на которую он был нанизан. Кроме зефира, иногда использовались фрукты и овощи.

Читайте также:  Нанороботы. принципы работы и специфика

“Главное, чтобы это были такие продукты, от которых не слишком много грязи”, – говорят ученые. Дело в том, что пища успешно достигает цели только в двух третьих случаях. Но и это  – впечатляющий результат, по сравнению с предыдущими подобными экспериментами.

По словам Шварца, в ходе исследований они с помощниками выяснили, что, когда обезьяна хочет совершить то или иное движение, происходит резкий выброс определенного набора двигательных нейронов. Микроэлектроды были подключены к репрезентативной выборке из 100 клеток мозга их многих миллионов, которые активизируются во время мускульных движений.

На то, чтобы научиться управлять механической рукой-роботом, у макак уходит около трех дней, и со временем они совершенствуют свои навыки, говорит Шварц. В ходе обучения сначала обезьяны управляли роботом “вручную” с помощью джойстика, который постепенно убирали, вынуждая подопытных животных добывать себе пищу исключительно силой мысли.

“Обезьяны в процессе обучения сначала наблюдают за движением. Это во многом похоже на тренировки спортсменов, когда тренеры учат своих питомцев сначала представлять себе, как они совершат нужные движения”, – говорит Шварц.

Паралич не приговор

Важно

Следующим этапом в работе ученых по развитию новых технологий протезирования должно стать появление управляемой мозгом кисти, которая бы обеспечила устройству большие манипуляционные возможности.

“Парализованным  пациентам,  – говорит Шварц,  – для повышения качества жизни нужна возможность пользоваться пальцами: застегивать пуговицы и молнии и тому подобное”.

Ученым придется преодолеть несколько проблем инженерного характера, например, разработать более жизнеспособные электроды.

Исследование ученых Питтсбургского университета входит в более широкую научную парадигму, в рамках которой исследуется сложная электрическая активность мозга, контролирующая движения мускулов.

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Источник: https://rb.ru/article/makaki-nauchilis-upravlyat-robotom-siloy-mysli-video/5271737.html

Создан робот, управляемый силой мысли – МК

  • Инженеры даровали роботу способность к регенерацииДмитрий Ерусалимский
  • Треть россиян опасаются, что роботы изгонят большинство людей из профессииДмитрий Истров
  • Инженеры создали рыбу-робота, не пугающую морских обитателейДмитрий Ерусалимский
  • Божена Рынска раскрыла обстоятельства смерти МалашенкоАрсений Томин
  • Подруга Божены Рынска рассказала о внезапном отъезде Малашенко в ИспаниюАрсений Томин
  • Елизавета Пескова получила доступ к важным документам ЕвропарламентаОстап Жуков
  • Загадочная болезнь: как живут люди, у которых всегда температура 40Ирина Боброва
  • Юрист нашел лазейку для Рынской, как лишить экс-жену Малашенко наследстваДарья Федотова
  • «Воздух Ибицы»: водитель, убивший людей на Невском, попался на запрещенную приманкуСветлана Самоделова, Екатерина Пичугина
  • Собчак подтвердила, что Игорь Малашенко покончил с собойАрсений Томин
  • Молдавская ловушка для Путина: «Додон и Плахотнюк действуют в тандеме?»Михаил Ростовский
  • Правительственная комиссия одобрила повышение пенсий сверх прожиточного минимумаМихаил Верный
  • Скончался политолог Игорь МалашенкоMK.RU
  • Заслужил ли Донбасс участь Крыма: кто хочет вернутьсяТатьяна Шабаева, журналист, переводчик
  • Карабкался по берегу: подробности трагедии в Подмосковье, где утонул мальчикДмитрий Погорелов
  • Кирилл Терешин решил удалить свои «руки-базуки»Павел Быстров
  • Готовясь к 23 февраля, москвич засунул в задний проход рюмкуСтанислав Юрьев
  • Подробности кровавой бойни в московском детсаду: воспитательница отомстила директоруВиктория Чумакова
  • Лановой рассказал о своем состоянии после приступаАрсений Томин
  • Самбурская сорвалась на «не понимающих по-русски» зрителейАлександр Ахтырко
  • “Газпром” сообщил об увольнении зампредов правления Медведева и ГолубеваMK.RU
  • Ирина Шейк продемонстрировала откровенный наряд на ковровой дорожке «Оскара»MK.RU
  • “Насильник” дознавательницы из Уфы назвал дело сфабрикованнымАртем Кошеленко
  • Сын Игоря Костолевского обрился и ушел читать проповеди к метроОстап Жуков
  • Внук Карбышева потребовал возбудить дело против Comedy WomanЛиза Дубровская

Он понимает, чего от него хотят, почти всегда

21.06.2018 в 11:51, просмотров: 8887

Специалисты, представляющие Массачусетский технологический университет, представили «интуитивную» систему управления роботом. Для того, чтобы влиять на действия человекоподобного механизма, новая технология позволяет использовать мозговые волны человека и жесты.

Для того, чтобы управлять роботом, необходимо надеть на голову нечто вроде шлема, а на руку — своего рода браслет. И то, и другое приспособление снабжены специальными датчиками, первые из которых отслеживают мозговые волны, а другие, активность мышц.

Если человеку кажется, что робот делает что-то неправильно, его мозг порождает соответствующие сигналы, которые считываются роботом и заставляют его остановиться. Впоследствии человек может сделать те или иные жесты руками, и детекторы, фиксирующие активность его мышц, позволяют механизму понять, как именно ему следует скорректировать свои действия.

При этом пытаться донести свою идею до робота, по словам учёных, можно теми же жестами, которые человек использовал бы и при общении с себе подобными.

Как утверждают учёные, разработанная ими технология не требует, чтобы робот «учился» понимать каждого нового человека — для того, чтобы получить над ним управление, достаточно надеть на себя датчики.

Эту особенность разработчики считают одним из важнейших отличий их детища от существующих на сегодняшний день аналогичных проектов.

В ходе экспериментов людям удавалось «объяснить» роботу, какой из трёх участков панели следует просверлить дверью, в 97 процентах случаев.

Совет

Специалисты предполагают, что их технология хороша не только своей «интуитивностью», но и тем, что она могла бы оказаться полезной в целом ряде различных ситуаций. В том числе, по мнению инженеров, разработка может принести пользу пожилым людям, а также применяться при создании роботов, работающих в не подходящих для человека условиях.

Источник: https://www.mk.ru/science/2018/06/21/sozdan-robot-upravlyaemyy-siloy-mysli.html

Впервые продемонстрирована сложная работа робо-руки, управляемой силой мысли – iScience.ru – Будущее уже здесь, в наших новостях

Ученые Питтсбургского университета описали технологию интерфейса мозг-компьютер, а также программу упражнений, которые позволили женщине с параличом четырех конечностей управлять роботизированной рукой в 7 различных плоскостях. Благодаря силе мысли она может делать, казалось бы, естественные, но ранее недоступные ей движения.

53-летняя Джен Шойерманн страдает спиноцеребеллярной атаксией – заболеванием, из-за которого медленно, но верно расстраивается координация речи, действий конечностей, а также движений глаз.

В 1996 году она начала волочить ногу, а в течение следующих двух лет ее конечности настолько ослабли, что ей пришлось пересесть в инвалидное кресло.

С тех пор она не может самостоятельно одеться, есть, пить и выполнять прочие жизненно важные действия.

В октябре 2011 года подруга показала ей видео, на котором полностью парализованный после травмы позвоночника мужчина с помощью роботизированной руки двигал курсор на компьютерном дисплее, а также дотрагивался до своей девушки. Шойерманн заинтересовалась увиденным и обратилась к исследователям. В феврале этого года она прошла обследование, подтвердившее возможность участвовать в программе.

После этого в ее мозг – в части, управляющие движением рук и кистей – поместили две небольшие электродные решетки площадью приблизительно 1,5 см2 с 96 точками контакта каждая.

Перед операцией были проведены анализы с целью точно определить местонахождения этих областей.

Через два дня после операции оба терминала были подключены к компьютеру, на экране которого видны области, в которых происходит работа нейронов во время намерения женщины совершить движения.

Обратите внимание

Сигналы отдельных нейронов фиксируются и передаются с помощью электродов. Посредством компьютерных алгоритмов определяются паттерны работы нейронов при том или ином действии – поднятии и опускании руки, вращении кисти и т.д. Затем команды получает роботизированная рука, разработанная в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Спустя неделю женщина могла вытягивать руку и возвращать ее в исходное положение, поворачивать вправо и влево, а также вверх и вниз, что позволило ей управлять устройством в трех плоскостях.

Еще через три месяца она научилась поворачивать и вращать кистью во все стороны, а также хватать предметы – в целом, действуя уже в 7 плоскостях.

Впервые в истории человек совершил столь сложные действия с помощью роботизированной руки, управляемой силой мысли.

Кроме того, в университете ведется исследование технологии интерфейса мозг-компьютер, в котором применяются электродные решетки, устанавливаемые на поверхности головного мозга, а не вживляемые в мозг.

Что касается Джен Шойерманн, то, несмотря на более быстрые, чем ожидались, успехи, она еще два месяца будет помогать науке, а затем электроды извлекут при помощи нового хирургического вмешательства.

Результаты исследования опубликованы в онлайн-версии издания The Lancet.

МЕТКИ: Мозг, Нейроинтерфейсы, Роботы, США

Источник: https://iscience.ru/technic/vpervye-prodemonstrirovana-slozhnaya-rabota-robo-ruki-upravlyaemoj-siloj-mysli/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector