211service.com
Rullstolen får ut det mesta av hjärnkontrollen
En robotrullstol kombinerar hjärnkontroll med artificiell intelligens för att göra det lättare för människor att manövrera den med bara sina tankar. Tillvägagångssättet, känt som delad kontroll, kan hjälpa förlamade människor att få ny rörlighet genom att förvandla råa hjärnsignaler till mer komplicerade kommandon.
Sinnekontroll: Doktoranden Michele Tavella använder en rullstol som använder delad kontroll för att navigera. Hjärnsignaler översätts till enkla kommandon som framåt eller vänster; stolen styr sedan själv runt eventuella hinder.
Rullstolen, utvecklad av forskare vid Federal Institute of Technology i Lausanne, har programvara som kan ta ett enkelt kommando som att gå till vänster och bedöma det omedelbara området för att ta reda på hur man följer kommandot utan att träffa någonting. Programvaran kan också förstå när föraren vill navigera till ett visst objekt, som en tabell.
Flera teknologier tillåter patienter att styra datorer, proteser och andra enheter med hjälp av signaler som fångas från nerver, muskler eller hjärnan. Elektroencefalografi (EEG) har dykt upp som ett lovande sätt för förlamade patienter att styra datorer eller rullstolar. En användare måste bära kalot och genomgå träning några timmar om dagen under cirka fem dagar. Patienter kontrollerar stolen helt enkelt genom att föreställa sig att de rör på en del av kroppen. Funderar på att flytta vänster hand säger till stolen att till exempel svänga vänster. Kommandon kan också utlösas av specifika mentala uppgifter, såsom aritmetik.
Men EEG har begränsad noggrannhet och kan bara upptäcka ett fåtal olika kommandon. Att upprätthålla dessa mentala övningar när man försöker manövrera en rullstol runt en rörig miljö kan också vara väldigt tröttsamt, säger, Jose del Millán , chef för icke-invasiva hjärn-maskingränssnitt vid Federal Institute of Technology, som ledde projektet. Människor kan inte upprätthålla den nivån av mental kontroll under långa perioder, säger han. Den koncentration som krävs skapar också brusigare signaler som kan vara svårare för en dator att tolka.
Delad kontroll tar itu med detta problem eftersom patienter inte behöver kontinuerligt instruera rullstolen att röra sig framåt; de behöver bara tänka kommandot en gång, och programvaran tar hand om resten. Rullstolen kan ta sig an de låga detaljerna, så det är mer naturligt, säger Millán.
Rullstolen är utrustad med två webbkameror för att hjälpa den att upptäcka hinder och undvika dem. Om förare vill närma sig ett objekt istället för att navigera runt det, kan de ge ett åsidosättande kommando. Stolen stannar då precis utanför föremålet.
I Milláns prototyp övervakar 16 elektroder användarens hjärnaktivitet. Hittills har det inte testats på några förlamade patienter.
Damien Coyle , en forskare i gruppen Brain-Computer Interface and Assistive Technology vid University of Ulster, säger att EEG-signaler kan vara långsamma och svåra att arbeta med. På grund av detta, säger han, tittar många forskare på sätt att använda delad kontroll, och Milláns projekt är ett bra exempel på att det omsätts i praktiken. Ju mer delad kontroll du har, desto bättre är hjärnan-dator-gränssnittet, och desto snabbare kan personen ta sig från en plats till en annan, säger Coyle.
Milláns team utvecklar objektigenkänningsfunktioner för att göra stolen smart nog att automatiskt docka med ett bord eller skrivbord för att säkerställa att stolen är tillräckligt nära och inte sned i vinkel.