Technologie | Mozek | Medicína

Robotická paže poslouchá člověka i bez elektrod v mozku

  • Poprvé může člověk ovládat pohyb robotické paže jen myšlenkami
  • Nemusí tedy mít v mozku voperované elektrody
  • Pokrok na tomto poli slibuje ovládání nejrůznějších zařízení pouhou myšlenkou
Foto: Shutterstock
Robotická paže poslouchá člověka i bez elektrod v mozku  | Foto: Shutterstock

Na poli tzv. brain-computer interface (BCI) už dosáhla věda řady významných úspěchů. Za všechny jmenujme aspoň projekt BrainGate, při kterém získali kompletně ochrnutí lidé možnost ovládat změnami v aktivitě mozku robotickou paži.

Aktivitu mozku daného motorického centra mozku jim monitoroval systém zhruba stovky jemných elektrod voperovaných do mozku. Tyto elektrody zaznamenávají aktivitu jednotlivých neuronů nebo jejich malých skupinek a signál snímaný tímto způsobem vykazuje poměrně málo informačního šumu.

Počítač tak má s jeho dekódováním a přeložením do povelů pro robotickou paži relativně snadnou práci. Elektrody natrvalo voperované do mozku však přinášejí celou řadu problémů. Po čase například ztrácejí s neurony „kontakt“, protože na elektrodě se usazuje povlak z vysrážených bílkovin. Kvalita snímaného signálu tak klesá. Bezvýznamná nejsou ani zdravotní rizika, např. zanesení infekce.

Zdánlivě jednoduchou alternativou představují elektrody připevněné ke kůži hlavy a snímající aktivity mozku přes lebku podobně, jako je tomu v případě vyšetření mozku na EEG. Tento signál ale nemá zdaleka takovou přesnost jako data snímaná elektrodami voperovanými do mozku a je zatížen značným informačním šumem.

Tyto nedostatky se nyní podařilo do značné míry eliminovat týmu vedenému Binem He z Carnegie Mellon University. O první robotické ruce ovládané člověkem, který nemá elektrody voperované do mozku, referovali vědci v předním vědeckém časopise Science Robotics.

Zatím jen 2D

Nový systém dovoluje ovládat robotickou paži v reálném čase, tedy bez zpoždění vyvolaného náročným zpracováním dat snímaných elektrodami. Předchozí systémy trpěly trhavými pohyby robotické paže, protože zpracování dat neustále „dohánělo“ mozek, který byl permanentně o krůček napřed. Zatím dokáže nový systém řídit robotickou paži jen v dvourozměrném prostoru. Trojrozměrný provoz je na něj ještě příliš složitý. 

K ovládání robotické paže v trojrozměrném prostoru je i v rámci projektu BrainGate nutný poměrně dlouhý a intenzivní trénink. V jednom případě byl pacient s to zvládat poměrně jednoduché úkoly po tréninku třikrát v týdnu po čtyřech hodinách a to po dobu tří let.

I pak dosahoval úspěšnosti řešení úloh asi na 70 %. Pro kompletně ochrnutého člověka znamená i takový výsledek významné zvýšení kvality života a dřina podstoupená při tréninku mu za to rozhodně stojí.

Nový systém z Carnegie Mellon University byl zatím testován na 68 zdravých dobrovolnících. Každý z nich absolvoval deset sezení, na kterých testoval systém řízení robotické paže v dvou rozměrech. 

Ve srovnání se staršími systémy řízení robotické paže s využitím elektrod připnutých ke kůži hlavy, se zlepšilo zvládání úloh o 60 % a schopnost kontinuálního pohybu bez „trhání“ narostla na pětinásobek. Nyní čekají systém první klinické testy, kterých už se zúčastní ochrnutí pacienti.

Technologie nejen pro lidi se zdravotními problémy

Do budoucna počítají autoři studie s tím, že tzv. neinvazivní BCI, tedy systémy, které nepoužívají elektrody voperované do mozku, budou využívány i zdravými lidmi k ovládání nejrůznějších zařízení.

„Navzdory všem technickým komplikacím provázejícím využití neinvazivně snímaných signálů, jsme rozhodnuti přinést tuto bezpečnou a ekonomicky přijatelnější technologii lidem, kterým může ulehčit život.

Tato studie představuje významný pokrok na poli neinvazivních brain-compurter interface, tedy technologie, která se může v budoucnu masově rozšířit, pomáhat lidem s ovládáním nejrůznějších zařízení a bude pak stejně běžná, jako jsou dneska chytré telefony,“ předestírá své vize Bin He.

Pramen: Science Robotics

Diskuze (1) Další článek: Falcon Heavy rozzářila noční nebe a odstartovala s 24 družicemi. Centrální stupeň havaroval

Témata článku: Technologie, Zdraví, Budoucnost, Výzkum, Roboti, Mozek, Medicína, EEG, Nejrůznější zařízení, Ovládání, Science Robotics, Robotická paže, Paže, Povlak, Elektroda, BrainGate, Elektro, Epileptik, Systém řízení


Určitě si přečtěte

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

** Huawei se loni dostal do křížku s USA ** Začal to proto zkoušet s konkurenčním operačním systémem ** Jmenuje se Deepin a před pár dny se dočkal nové verze

Jakub Čížek | 46

Šest nejlepších služeb a aplikací pro automatizaci online světa a chytré domácnosti

Šest nejlepších služeb a aplikací pro automatizaci online světa a chytré domácnosti

** Nastavte si automatiku na každodenní rutinní záležitosti ** Propojte online služby a chytrou domácnost ** Vybrali jsme šest nejlepších služeb pro automatizaci

Karel Kilián | 15

Nové názvy, upravený vývoj. Microsoft ukázal, jak teď bude vydávat Windows 10

Nové názvy, upravený vývoj. Microsoft ukázal, jak teď bude vydávat Windows 10

** Podzimní vydání Windows 10 přinese jen minimum novinek ** Aktualizace ponese formální označení 20H2 ** Microsoft mění názvy v programu Windows Insider

Lukáš Václavík | 17

Velká datová loupež. Proč mají disky nižší kapacitu, než uvádějí?

Velká datová loupež. Proč mají disky nižší kapacitu, než uvádějí?

** Na disk nikdy neuložíte tolik dat, jak tvrdí výrobce ** Ajťáci si vymysleli vlastní jednotky jako mebibajt ** Zmatky vznikají i kvůli různým výjimkám

Lukáš Václavík | 104

Jak vlastně funguje Flightradar24: Posloucháme letadla nad celým Českem

Jak vlastně funguje Flightradar24: Posloucháme letadla nad celým Českem

** Flightradar24 zobrazuje polohu letadel v reálném čase ** Když mu pomůžete sbírat data, dostanete nejvyšší paušál zdarma ** Jak to vlastně celé funguje a co je k tomu potřeba?

Jakub Čížek | 30

AR není ani po letech žádný trhák. Teď to zkusí Hybri, který svleče vaše kamarádky

AR není ani po letech žádný trhák. Teď to zkusí Hybri, který svleče vaše kamarádky

** Rozšířené realitě i po letech chybí praktické využití ** Selhaly mobilní aplikace i AR brýle ** Floridské studio to proto zkusí přes bizarní erotiku Hybri

Jakub Čížek | 18

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

** 22. května 1990 uvedl Microsoft Windows 3.0 ** Systém z Microsoftu definitivně udělal lídra na desktopu ** Tehdejší Windows byly vlastně grafickou nadstavbou nad MS-DOS

Jakub Čížek | 76