211service.com
För att hjärn-datorgränssnitt ska vara användbara måste de vara trådlösa
Justin Saglio
I decennier har hjärn-datorgränssnitt föreställts som ett sätt för människor som är förlamade eller de som har tappat armar att kunna utföra vardagliga sysslor som att borsta håret eller klicka på en TV-fjärrkontroll – bara genom att tänka på det.
Sådana robotenheter finns idag – hittills har en handfull patienter i forskningslaboratorier runt om i världen provat dem, vilket ger dem ett begränsat rörelseomfång. Men forskare är fortfarande år borta från att göra dessa enheter praktiska för användning i människors hem, säger Andrew Schwartz, framstående professor i neurobiologi vid University of Pittsburgh.
Talar kl MIT Technology Review s årliga EmTech MIT-konferens i Cambridge, Massachusetts, på tisdagen, sa Schwartz att dessa gränssnitt kommer att behöva ett antal modifieringar för att det ska hända. Han sa att han arbetar på en sådan modell med Draper Laboratory, baserat i Cambridge, men har inte kunnat få finansiering för att driva projektet vidare.
Detta är mycket i utkanten av vetenskapen, sa Schwartz, en tidig pionjär inom dessa gränssnitt.
Dagens hjärn-dator-gränssnitt involverar elektroder eller chips som placeras i eller på hjärnan och kommunicerar med en extern dator. Dessa elektroder samlar hjärnsignaler och skickar dem sedan till datorn, där speciell programvara analyserar dem och översätter dem till kommandon. Dessa kommandon vidarebefordras till en maskin, som en robotarm, som utför önskad åtgärd.
De inbäddade chipsen, som är ungefär lika stora som en ärta, fäster på så kallade piedestaler som sitter ovanpå patientens huvud och ansluts till en dator via en kabel. Robotbenet fäster också till datorn. Denna klumpiga uppställning innebär att patienter ännu inte kan använda dessa gränssnitt i sina hem.
För att komma dit, sa Schwartz, måste forskare dimensionera ner datorn så att den är bärbar, bygga en robotarm som kan fästas på en rullstol och göra hela gränssnittet trådlöst så att de tunga piedestalerna kan tas bort från en persons huvud.
Schwartz sa att han hoppas att förlamade patienter en dag kommer att kunna använda dessa gränssnitt för att kontrollera alla möjliga föremål bortom bara en robotarm.
Föreställ dig bara att någon som använder telemetri går in i ett smart hem och kan använda alla dessa enheter bara genom att tänka på dem, sa han.
Det stora hindret är att vetenskapen bakom tekniken är så komplex. Gränssnittet förlitar sig på att översätta den neurala koden - det vill säga aktivitetsmönstret för neuroner i hjärnan - till specifika kommandon som kommer att översättas till rörelser. För närvarande är den typ av gester som människor kan utföra med dessa gränssnitt begränsade eftersom forskare vet lite om alla olika mönster där neuronerna skjuter.
Till exempel har Schwartz och hans team kunnat få apor, såväl som några mänskliga deltagare, att greppa föremål med hjälp av ett hjärn-datorgränssnitt och en robotarm. Men att applicera kraft på föremål, till exempel genom att trycka eller dra, är mer komplicerat och kräver en annan uppsättning neurala koder som datoralgoritmerna behöver lära sig.
Vi har ännu inte en bra förståelse för hur rörelse och kraft blandas ihop för att tillåta oss att interagera med föremål, sa Schwartz. Forskare kommer att behöva studera hjärnan mer för att ta reda på hur dessa signaler ser ut.