211service.com
For at hjerne-computergrænseflader skal være nyttige, skal de være trådløse
Justin Saglio
I årtier har hjerne-computer-grænseflader været tænkt som en måde, hvorpå folk, der er lammede eller dem, der har mistet arme, kan udføre hverdagsopgaver som at børste deres hår eller klikke på en fjernbetjening til fjernsynet – bare ved at tænke over det.
Sådanne robotanordninger findes i dag - indtil videre har en håndfuld patienter i forskningslaboratorier rundt om i verden prøvet dem, hvilket giver dem et begrænset udvalg af bevægelser. Men forskere er stadig år væk fra at gøre disse enheder praktiske til brug i folks hjem, siger Andrew Schwartz, anerkendt professor i neurobiologi ved University of Pittsburgh.
Taler kl MIT Technology Review 's årlige EmTech MIT-konference i Cambridge, Massachusetts, tirsdag sagde Schwartz, at disse grænseflader vil have brug for en række ændringer for at det kan ske. Han sagde, at han arbejder på sådan en model med Draper Laboratory, der er baseret i Cambridge, men har ikke været i stand til at få finansiering til at flytte projektet videre.
Dette er meget i udkanten af videnskaben, sagde Schwartz, en tidlig pioner inden for disse grænseflader.
Nutidens hjerne-computer-grænseflader involverer elektroder eller chips, der er placeret i eller på hjernen og kommunikerer med en ekstern computer. Disse elektroder opsamler hjernesignaler og sender dem derefter til computeren, hvor speciel software analyserer dem og omsætter dem til kommandoer. Disse kommandoer videresendes til en maskine, som en robotarm, der udfører den ønskede handling.
De indlejrede chips, der er omtrent på størrelse med en ært, sætter sig fast på såkaldte piedestaler, der sidder oven på patientens hoved og forbindes til en computer via et kabel. Robotlemmet fæstnes også til computeren. Denne klodsede opsætning betyder, at patienter endnu ikke kan bruge disse grænseflader i deres hjem.
For at komme dertil, sagde Schwartz, skal forskere reducere computeren, så den er bærbar, bygge en robotarm, der kan fastgøres til en kørestol, og gøre hele grænsefladen trådløs, så de tunge piedestaler kan fjernes fra en persons hoved.
Schwartz sagde, at han håber, at lammede patienter en dag vil være i stand til at bruge disse grænseflader til at kontrollere alle mulige genstande ud over blot en robotarm.
Bare forestil dig, at en person, der bruger telemetri, går ind i et smart hjem og er i stand til at betjene alle disse enheder blot ved at tænke på dem, sagde han.
Den store forhindring er, at videnskaben bag teknologien er så kompleks. Grænsefladen er afhængig af at oversætte den neurale kode - det vil sige aktivitetsmønsteret for neuroner i hjernen - til specifikke kommandoer, der vil omsættes til bevægelser. I øjeblikket er den slags bevægelser, folk er i stand til at udføre med disse grænseflader, begrænset, fordi videnskabsmænd ikke ved meget om alle de forskellige mønstre, hvor neuronerne affyrer.
For eksempel har Schwartz og hans team været i stand til at få aber, såvel som nogle få menneskelige deltagere, til at gribe objekter ved hjælp af en hjerne-computer-grænseflade og en robotarm. Men at anvende kraft på objekter, såsom ved at skubbe eller trække, er mere kompliceret og kræver et andet sæt neurale koder, som computeralgoritmerne skal lære.
Vi har endnu ikke en god forståelse af, hvordan bevægelse og kraft blandes sammen for at give os mulighed for at interagere med objekter, sagde Schwartz. Forskere bliver nødt til at studere hjernen mere for at finde ud af, hvordan disse signaler ser ud.