ذهن خوانی ممکن می شود.

نوآوری به افراد دارای قطع عضو اجازه می­دهد تا با ذهن خود یک بازوی رباتیک را کنترل کنند.

پژوهشگران دستگاهی را ساخته­ اند که می­تواند سیگنال های مغز را خوانده و رمزگشایی کند که این کار به افراد دارای قطع عضو اجازه می­دهد تا فقط با استفاده از افکارشان، بازو را کنترل کنند.

یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه مینه­ سوتا(Minnesota) با استفاده از وسایل الکترونیک و هوش مصنوعی، ذهن­خوانی را ممکن کرده­اند.

محققان دانشگاه مینه ­سوتا در شهرهای دوقلو، سیستمی را ساخته­ اند که به افراد دارای قطع عضو اجازه می­دهد تا به جای استفاده از عضلات­شان، با استفاده از محرک­ های مغزی از یک بازوی رباتیک استفاده کنند. این فناوری جدید نسبت به روش ­های قبلی، دقیق­ تر بوده و اختلال­ های کمتری دارد.

بسیاری از دست و پاهای مصنوعی موجود در بازار، با استفاده از سیم و کمربند، با شانه­ ها یا سینه کنترل می­شوند. مدل­ه ای پیچیده ­تر برای تشخیص حرکت عضلات در عضو سالم بیمار که بالای عضو مصنوعی قرار دارد، از حسگر استفاده می­کنند. هرچند یادگیری هر دو گزینه برای افراد دارای قطع عضو می­تواند سخت باشد و برخی اوقات هم بیهوده است.

 

سیستم بازوی رباتیک ژی یانگ (Zhi Yang)

دانشیار ژی یانگ در دانشگاه مینه­ سوتا واحد مهندسی پزشکی، با کامرون اسلاونز(Cameron Slavens) شرکت­ کنندۀ پژوهش که سیستم بازوی رباتیک را امتحان کرد، همکاری می­کند. پژوهشگران با کمک همکاران صنعت راهی را برای ورود به سیگنال­های مغز بیمار از راه تراشۀ عصبی و خواندن ذهن بیمار ایجاد کرده ­اند، که با این کار راه را برای روش­هایی با برش کمتر برای جراحی­ های مغز باز می­کنند.

صاحب امتیاز: آزمایشگاه نوروالکترونیک، دانشگاه مینه سوتا

بخش مهندسی پزشکی در دانشگاه مینه­ سوتا با کمک همکاران صنعتی، یک دستگاه کوچک و قابل کاشت ایجاد کرده است که به اعصاب محیطی در بازوی شخص متصل می­شود. این فناوری وقتی با یک بازوی رباتیک و یک کامپیوتر با هوش مصنوعی ترکیب شود، می­تواند تکان ­های مغزی را شناسایی و رمزگشایی کند و به کسانی که اندام­های فوقانی­شان قطع شده ­اند اجازه می­دهد تا بازو را فقط با افکارشان تکان دهند.

جدیدترین مقالۀ پژوهشگران در مجلۀ مهندسی اعصاب منتشر شد، یک مجلۀ علمی داوری­شده برای رشتۀ بینارشته­ای مهندسی پزشکی.

فناوری تیم دانشگاه مینه ­سوتا، به شرکت­ کنندۀ تحقیق یعنی کامرون اسلاونز اجازه می­دهد تا یک بازوی رباتیک را فقط با افکارش تکان دهد.( صاحب امتیاز: ایو دنیلز Eve Daniels)

جولز ان توان نگوین(Jules Anh Tuan Nguyen) که یک محقق فوق دکترا و فارغ­ التحصیل دکترای مهندسی پزشکی دانشگاه مینه ­سوتا در شهرهای دوقلو است می­گوید: «از هر سیستم تجاری دیگری، حسی ­تر است. در سیستم­ های دیگر اعضای مصنوعی، وقتی که شخص بخواهد انگشتی را حرکت دهد، واقعاً به حرکت دادن آن فکر نمی­کند. او سعی می­کند تا عضلۀ بازوی خود را فعال کند زیرا این همان چیزی است که آن سیستم تشخیص می­دهد. به همین دلیل این سیستم ­ها نیاز به آموزش و تمرین زیادی دارند. فناوری ما به خاطر اینکه مستقیماً سیگنال عصبی را تفسیر می­کند، از قصد بیمار باخبر است. اگر او بخواهد انگشتی را تکان دهد، فقط باید به تکان دادن آن انگشت فکر کند.»  

نگوین 10 سال است که همراه با دانشیار ژی یانگ از بخش مهندسی پزشکی دانشگاه مینه ­سوتا، بر روی این پژوهش کار کرده است و یکی از توسعه­ دهندگان اصلی فناوری تراشۀ عصبی بود.

تراشۀ عصبی بازوی رباتیک

تراشۀ عصبی محققان دانشگاه مینه­ سوتا وقتی با یک کامپیوتر هوش مصنوعی و بازوی رباتیک مذکور ترکیب شود، می­تواند سیگنال­ های مغز را خوانده و تفسیر کند و به افرادی که در بالاتنه نقص عضو دارند اجازه دهد تا بازو را با استفاده از افکارشان کنترل کنند.( صاحب امتیاز: آزمایشگاه نوروالکترونیک، دانشگاه مینه سوتا)

این پروژه توسط ادوارد کیفر(Edward Keefer) در سال 2012 شروع شد، او یک عصب­ شناس صنعتی و مدیرعامل شرکت نروز(Nerves) بود و به یانگ دربارۀ ساخت یک ایمپلانت عصبی گفت که می­توانست به افراد دارای قطع عضو کمک کند. آن دو از سازمان پروژه­ش های پژوهشی پیشرفتۀ دفاعی دولت آمریکا (DARPA) کمک مالی دریافت کردند و از آن زمان تا به حال چندین آزمایش موفق با افراد واقعی انجام داده­ اند.

پژوهشگران همچنین با ادارۀ تجاری ­سازی فناوری دانشگاه مینه­ سوتا همکاری کردند تا یک استارتاپ به نام فاسیکل (Fasikl) را راه ­اندازی کنند – این نام از کلمۀ fascicle گرفته شده که به مجموعه ه­ایی از رشته­ های عصبی اشاره دارد – تا این فناوری را تجاری­ سازی نمایند.

نگوین گفت: «اینکه ما می­توانیم بر روی افراد واقعی اثر بگذاریم و روزی می­رسد که بتوانیم زندگی مردم را بهتر کنیم، خیلی مهم است. ساختن فناوری­ های جدید کار جالبی است اما صرفاً آزمایش کردن در یک آزمایشگاه، تأثیری بر روی کسی نمی­گذارد. برای همین است که می­خواهیم در دانشگاه مینه­ سوتا باشیم، تا در آزمایشات بالینی شریک باشیم. در سه الی چهار سال اخیر، من سعادت کار کردن با چند بیمار انسانی را داشته ­ام. وقتی به آن­ها کمک می­کنم تا انگشت­شان را تکان دهند یا کاری را انجام دهند که قبل از آن نمی­توانستند، خیلی احساساتی می­شوم.»

بخش زیادی از چیزی که این سیستم را در مقایسه با فناوری­ های مشابه تا این حد خوب می­کند، استفاده از هوش مصنوعی است که از یادگیری ماشین برای تفسیر سیگنال های عصبی استفاده می­کند.

یانگ می­گوید: «هوش مصنوعی توانایی زیادی برای توضیح بسیاری از روابط را دارد. این فناوری به ما کمک می­کند تا داده ­های انسانی و داده ­های عصبی را به دقت ضبط کنیم. سیستم هوش مصنوعی با چنین داده­ های عصبی می­تواند متوجه اوضاع شود. توانایی ترکیب این تراشۀ جدید با هوش مصنوعی کار خیلی مهمی است. می­تواند سؤالاتی را توضیح دهد که قبلاً جوابی برای آن­ها وجود نداشت.»

این فناوری نه فقط برای افراد دارای قطع عضو بلکه برای بیمارانی که اختلالات عصبی و درد مزمن دارند نیز مفید است. یانگ از آینده­ای سخن می­گوید که دیگر به جراحی­ های باز مغز نیاز نخواهد بود و سیگنال های مغز از راه اعصاب محیطی قابل دسترسی خواهند بود.

به علاوه، تراشۀ قابل کاشت کاربردهایی فراتر از پزشکی دارد.

این سیستم در حال حاضر به سیم­ هایی نیاز دارد که از طریق پوست به هوش مصنوعی خارجی و بازوی رباتیک متصل می­شوند. اما اگر این تراشه بتواند به هر کامپیوتری از راه دور متصل شود، به انسان­ها اجازه می­دهد تا دستگاه­های شخصی مانند ماشین یا تلفن همراه را با ذهن خود کنترل کنند.

یانگ می­گوید: «خیلی از این اتفاق ­ها الان هم در حال رخ دادن هستند. بخش زیادی از پژوهش ­ها از بخش «تخیلی» به بخش علمی منتقل شده اند. این فناوری برای افراد دارای قطع عضو به وجود آمد اما اگر بخواهیم از پتانسیل واقعی آن حرف بزنیم، برای همۀ ما قابل استفاده است.»

علاوه بر گوین، یانگ و کیفر، همکاران دیگر این پروژه شامل دانشیار کاترین کی ژائوو(Catherine Qi Zhao) مینگ جیانگ(Ming Jiang) از دانشگاه مینه­ سوتا بخش علوم و مهندسی کامپیوتر؛ استاد جاناتان چنگ(Jonathan Cheng) از مرکز پزشکی دانشگاه جنوب غربی تگزاس و همۀ اعضای گروه آزمایشگاه نوروالکترونیک یانگ در دانشگاه مینه­ سوتا بخش مهندسی پزشکی.