Первая в мире роборука подчиняется командам мозга без хирургии: видео
Ученые из Университета Карнеги-Меллона (США) добились прорыва в управлении роботизированной рукой с помощью мысли — и все это без хирургических имплантов. Используя неинвазивную технологию, они позволили добровольцам управлять движениями отдельных пальцев только силой воображения. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
В чем инновация
До сих пор точное управление протезами с помощью мозга требовало инвазивных интерфейсов мозг-компьютер (BCI) — то есть хирургического вмешательства и имплантации электродов в мозг. Это эффективно, но дорого, рискованно и доступно немногим.
Новая разработка решает эти проблемы. Исследователи использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ) — регистрацию мозговых волн через внешние электроды на коже головы. Это безопасно и не требует операции. Главное — добиться достаточной точности.
Как это работает?
Система использует глубокое обучение — нейросеть обучена распознавать сигналы ЭЭГ, возникающие, когда человек представляет движение пальца. Алгоритм в реальном времени переводит эти сигналы в команды для роботизированной руки.
«В нашем исследовании испытуемые смогли успешно выполнять задачи по управлению несколькими пальцами, просто думая об этом», — сказал Бин Хэ, профессор биомедицинской инженерии и руководитель проекта.
Новая архитектура нейросети позволила преодолеть главную проблему ЭЭГ — низкое пространственное разрешение, то есть неясность, откуда точно поступает сигнал в мозге. Система достигла непрерывного и точного декодирования сигналов, что раньше было невозможно без имплантов.
Добровольцы с помощью мысли выполняли задания, включая управление двумя или тремя пальцами по отдельности — это впервые достигнуто на неинвазивной системе такого типа. По словам авторов, роботизированная рука воспроизводила естественные и тонкие движения, ранее недоступные в протезировании без хирургии.
Это открывает путь к использованию таких BCI в реабилитации и повседневной жизни. Система может быть полезна:
людям с двигательными нарушениями, включая последствия инсультов и травм;
в управлении протезами;
для расширения возможностей тела у здоровых людей — например, при управлении устройствами без рук.
«Улучшение функции рук — главный приоритет, поскольку даже небольшие достижения могут значительно повысить качество жизни», — отметил Бин Хэ.
Ученые надеются, что со временем такие устройства станут столь же привычными, как очки или слуховые аппараты.
В Японии показали технологию объединения человека с роботом: видео
Китайский ответ Neuralink — имплант помог человеку играть в шахматы силой мысли
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram