初めてのロボットアームは、脳のインプラントなしで動作します
科学者による最初の実験は、非侵襲的で忠実度の高いインターフェースを使用してロボットアームを制御することで成功しました。将来的には、研究者たちは技術を完成させてより広く利用できるようにすることを目指しています。
ロボットアームやその他のロボット機器は未来的な開発のように聞こえるかもしれませんが、それらは何年も前から存在しており、外科医とエンジニアを同様に支援しています。
ただし、あまり一般的ではないのは、手足を失った人々が動きの自由を取り戻すことを可能にする義肢のロボットアームです。
フロリダのある男性は、モジュール式の義肢を受け取った後、2018年に話題になりました。これは、癌のために2007年に失った腕に代わるロボットアームです。
男性は特定の神経終末の「経路変更」のおかげでロボットアームを制御できますが、これまでのところ、メリーランド州ボルチモアのジョンズホプキンス大学の科学者によって開発されたこの義肢は、それを必要とする他の人々には利用できません。
イリノイ州シカゴ大学の別のプロジェクトでは、アカゲザルの義肢のプロトタイプをテストしています。動物はすべて、重傷による四肢切断による救助であり、特別な脳インプラントのおかげで義肢を制御することができます。
現在、ペンシルバニア州ピッツバーグのカーネギーメロン大学とミネアポリスのミネソタ大学の研究者は、初めて、非侵襲的なブレインコンピューターインターフェースを使用してロボットアームを制御することに成功しました。科学者たちは、ジャーナルに掲載されている研究論文で彼らの成功を報告しています サイエンスロボティクス.
高度に改善された技術
カーネギーメロン大学のBinHe教授は、ロボットアームの動きを調整するために、侵襲的な手順である脳インプラントを必要としないインターフェースを使用した研究チームを率いています。
彼と同僚は、脳インプラントを挿入するには高い外科的スキルと精度だけでなく、インプラントには費用がかかるため、多額の費用が必要なため、脳と柔軟な補綴物を接続する忠実で非侵襲的な方法を開発したいと考えています。さらに、脳インプラントには、感染症を含む多くの健康上のリスクが伴います。
これらすべての側面がロボット義肢を受け取る人の数を減らすことに貢献しているため、カーネギーメロン大学とミネソタ大学の科学者は非侵襲的技術を開発することによってテーブルを変えることを模索してきました。
しかし、これを行うには多くの課題があります。特に、以前のブレインコンピューターインターフェイスは脳からの神経信号を確実にデコードできず、ロボットの手足をリアルタイムでスムーズに制御できないという事実があります。
「脳インプラントを使用したマインドコントロールロボットデバイスには大きな進歩がありました。それは優れた科学です」と彼は述べ、「信頼できる」テクノロジーを見つけるための前のステップについてコメントしています。
「しかし、非侵襲性が究極の目標です。神経解読の進歩と非侵襲的ロボットアーム制御の実用性は、非侵襲的ニューロロボティクスの最終的な開発に大きな影響を与えるでしょう」と彼は付け加えています。
現在のプロジェクトでは、彼とチームは特殊なセンシングと機械学習の手法を使用して、脳とロボットアームの間の信頼できる「接続」を「構築」しました。
チームの非侵襲的なブレインコンピューターインターフェースは、神経信号のデコードに成功し、人が初めてロボットアームをリアルタイムで制御できるようにして、画面上のカーソルの動きを継続的かつスムーズに追跡するように指示しました。
彼と同僚は、彼らのアプローチ（より多くのユーザートレーニングと改善された神経信号の「翻訳」方法を含む）がブレインコンピューターインターフェース学習を約60％改善したことを示しました。また、ロボットアームによるカーソルの継続的な追跡が500％以上向上しました。
これまでのところ、研究者たちは、それぞれ最大10回のセッションに参加した68人の健常者の協力を得て、革新的な技術をテストしてきました。これらの予備試験の成功により、科学者たちは、最終的にこの技術を必要とする個人に提供できるようになることを期待しています。
「非侵襲的信号を使用した技術的な課題にもかかわらず、私たちはこの安全で経済的な技術を、それから利益を得ることができる人々にもたらすことに全力で取り組んでいます」と彼は言います。
「この作業は、非侵襲的なブレイン・コンピューター・インターフェースの重要なステップを表しています。このテクノロジーは、いつの日か、スマートフォンのようにすべての人を支援する普及した支援テクノロジーになる可能性があります。」
ビン・ヘ教授
