Ny Robotisk Eksoskeleton Styres Af Menneskelige Tanker

{h1}

En hjernedatabase-grænseflade, der styrer en eksoskelet, kunne en dag hjælpe folk med svære rygmarvsskader igen

En stor robotfod og derefter den anden; det er sådan, at en mand iført et klumpet udseende skelet gør sin vej over rummet. Maskinens motorer er støjende, og dets bevægelser er smerteligt langsomme, men disse detaljer synes at falme ind i baggrunden, når man indser, hvordan manden styrer det besværlige forbud: Han gør det med sit sind.

Eksoskelettet - en robotanordning, der passer til mands hofter og ben - er en del af en ny teknologi, som udvikles af forskere i Tyskland og Korea. Den anden del er en mørk kasket på mandens hoved, dækket af elektroder, der letter forbindelsen mellem hans hjerne og maskinen.

Manden, der bærer eksoskeletten i eksperimentet, kan gå alene (han er en af ​​deltagerne i forskernes nyligt offentliggjorte undersøgelse), men forskerne mener, at deres nye sindstyrede enhed kunne bruges til en dag af mennesker, der ikke kan gå - som dem, der har lidt svær rygmarvsskader eller personer med neurodegenerative sygdomme som amyotrofisk lateralsklerose (ALS). [Bionic Humans: Top 10 Technologies]

Mange forskere arbejder på at udvikle teknologier, som hjælper folk med at genvinde kontrollen over deres bevægelser gennem en kombination af robotik og hjernekraft (formelt kendt som hjerne-computer interface-styresystemer).

I 2011 fik en kvinde, der led et slagtilfælde, der efterlod hende ikke at bevæge sig, løftet en kop med en robotarm, som hun manipulerede med sine tanker. I 2012 udlod en anden kvinde (denne en quadriplegic, der lider af spinocerebellar degeneration) et par høje fiver og spiste et stykke chokolade ved hjælp af en lignende, tankekontrolleret robotarm.

Men disse teknologier adskiller sig fra den nye hjernekontrollerede exoskeletonin på en meget vigtig måde: For at manipulere en af ​​disse robotarm med hjernen, skulle patienterne først gennemgå en invasiv hjernekirurgi. Kirurger implanterede lille elektronik ind i patientens hjerne, som i forbindelse med eksterne ledninger tillod kvinderne at styre robotarmene ved hjælp af elektriske impulser fra deres hjerner.

Men hjernedatabase-grænsefladen udviklet af forskere ved Koreakuniversitetet i Seoul, Sydkorea og Berlin Technical University (TU) kræver ikke hjernekirurgi. For at styre exoskeletten skal du studere de første stropper på hætten, der er dækket af små elektroder, der klæber til deres scalps. Skullcaps er de værktøjer, der forbinder emne hjernen med exoskeletet, forskerne sagde, og er almindeligt anvendt i elektroencephalogrammer (EEG'er) - en metode til optagelse af elektrisk aktivitet ved at placere ledende materialer i hovedbunden (hjernens bølger bliver derefter plottet på en diagram, ligesom hjertefrekvens).

I exoskeletonundersøgelsen blev EEG-hætten brugt til at afhente meget bestemte hjerne signaler - dem der skabes af forskerne kalder steady state visuelle fremkaldte potentialer (SSVEP'er). I det væsentlige opdager elektroderne "blinkende lys", siger forskerne.

En lille controller, der går ud af eksoskeletten, har et sæt lysdioder (LED'er), der lyser op i forskellige mønstre. Mønstrene repræsenterer specifikke kommandoer, som exoskelet kan udføre, som f.eks. Stå op, sæt dig ned, gå fremad, drej til venstre og drej til højre. [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]

Den person, der bærer exoskeletret, stirrer på et af disse lys (for eksempel den der svarer til kommandoen for at tage et skridt fremad). Hans hjerne producerer et bestemt elektrisk signal som reaktion på at se lyset. Det signal hentes af elektrodehætten, som sender signaloplysningerne til en computer via en trådløs forbindelse. Computeren oversætter derefter hjernens signaler til den korrekte kommando og sender den kommando til exoskeletten. Inden for få sekunder tager exoskeletten et skridt fremad.

Opsætningen er "robust og intuitiv", ifølge Klaus Müller, professor i computervidenskabsafdelingen ved TU og hovedforfatter af det nye papir, der beskriver forskningen. Teknologien betragtes som robust, fordi grænsefladen stadig virker, selvom exoskeleten skaber alle former for elektriske signaler, der kan forstyrre en persons hjerne signaler. Og det er intuitivt, fordi det på trods af alle de trin, der er involveret i den hjernekontrollerede proces, faktisk er ret simpelt at få exoskeletten til at gøre, hvad du vil have det til at gøre, fortalte Müller WordsSideKick.com i en email.

Men hjernedatabase-grænsefladen er ikke uden sine quirks. For det første skulle alle 12 deltagere i undersøgelsen screenes for epilepsi, før de deltog, og selv Müller sagde at stirre på grænsefladens blinkende lysdioder i længere perioder giver ham hovedpine.

I fremtiden håber forskerne at skabe et lignende system, der forårsager mindre "visuel træthed," sagde Müller. Den anden hindring, der står i eksoskeletens måde, er omkostninger.

Ikke alene har forskerne behov for at udføre alle former for dyre kliniske undersøgelser, før de får disse enheder i nærheden af ​​patienter i den virkelige verden, så skal patienterne selv betale for dem. At få forsikringsselskaber til at dække omkostningerne ved denne futuristiske (men potentielt livsændrende) teknologi kan være den sværeste del af processen, sagde Müller.

Følg Elizabeth Palermo @techEpalermo. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com