Макаки научились управлять роботом силой мысли. Видео

Расскажите друзьям

Всего три дня потребовалось обезьянам, чтобы научиться доставать пищу с помощью робота

  Две макаки, в мозг которых вживили крохотные сенсоры, научились управлять механической рукой-роботом, опираясь исключительно на силу своей мысли. С помощью механизма они доставали пищу, и даже в случае необходимости могли контролировать размер и плотность лакомства.

Это научный прорыв для ученых, занимающихся разработкой протезов и других автоматических приспособлений для парализованных людей. Результаты исследования будут опубликованы в ближайшем выпуске журнала Nature.

Обезьяны помогают людям

Эндрю Шварц из Медицинской школы Питтсбургского университета, где проходило исследование, говорит, что ученые планируют в конечном итоге применить эту технологию в производстве протезов для людей с травмами позвоночника или такими состояниями как заболевания двигательных нейронов, при которых полный паралич не позволяет пациентам управлять искусственными конечностями или инвалидным креслом. Медики надеются, что однажды будут созданы машины, которые будут фактически функционировать как естественное продолжение тела человека.

До сих пор подобные управляемые мозгом устройства применялись для направления курсора на мониторе компьютера. Команда Шварца попыталась применить эти технологии для выполнения простых действий в реальном мире.

Трехдневный курс управления роботом для макак

Обезьяна управляет механизированной рукой точно так же, как она управляет своими естественными конечностями - с помощью сигналов мозга. Команда Шварца обеспечила улавливание этих сигналов через набор микроэлектродов, имплантированных в мозг обезьян.

Эти сигналы затем усиливались и передавались в компьютер, управляющий роботом. Обезьяны, участвующие в эксперименте, мягко закреплены в сиденьях, что не позволяет им просто встать и взять пищу традиционным способом.

С помощью руки-робота обезьяны снимали  зефир со шпажки, на которую он был нанизан. Кроме зефира, иногда использовались фрукты и овощи. "Главное, чтобы это были такие продукты, от которых не слишком много грязи", - говорят ученые. Дело в том, что пища успешно достигает цели только в двух третьих случаях. Но и это  - впечатляющий результат, по сравнению с предыдущими подобными экспериментами.



По словам Шварца, в ходе исследований они с помощниками выяснили, что, когда обезьяна хочет совершить то или иное движение, происходит резкий выброс определенного набора двигательных нейронов. Микроэлектроды были подключены к репрезентативной выборке из 100 клеток мозга их многих миллионов, которые активизируются во время мускульных движений.

На то, чтобы научиться управлять механической рукой-роботом, у макак уходит около трех дней, и со временем они совершенствуют свои навыки, говорит Шварц. В ходе обучения сначала обезьяны управляли роботом "вручную" с помощью джойстика, который постепенно убирали, вынуждая подопытных животных добывать себе пищу исключительно силой мысли.

"Обезьяны в процессе обучения сначала наблюдают за движением. Это во многом похоже на тренировки спортсменов, когда тренеры учат своих питомцев сначала представлять себе, как они совершат нужные движения", - говорит Шварц.

Паралич не приговор

Следующим этапом в работе ученых по развитию новых технологий протезирования должно стать появление управляемой мозгом кисти, которая бы обеспечила устройству большие манипуляционные возможности. "Парализованным  пациентам,  - говорит Шварц,  - для повышения качества жизни нужна возможность пользоваться пальцами: застегивать пуговицы и молнии и тому подобное".

Ученым придется преодолеть несколько проблем инженерного характера, например, разработать более жизнеспособные электроды. Исследование ученых Питтсбургского университета входит в более широкую научную парадигму, в рамках которой исследуется сложная электрическая активность мозга, контролирующая движения мускулов.



Комментарии

Комментарии могут оставлять только авторизованные пользователи.
FinCon
25 октября 2017
Ещё события


Telegram канал @rusbase