یک سامانه پوشیدنی جدید رابط مغز و ماشین (BMI) می‌تواند کیفیت زندگی افراد مبتلا به اختلال عملکرد حرکتی یا فلج را بهبود بخشد، حتی کسانی که با سندرم قفل شدگی دست و پنجه نرم می‌کنند. توانیابان می‌توانند با سامانه جدید مبتنی بر تصور حرکتی، صندلی چرخدار، بازوی رباتیک یا سایر دستگاه‌ها را کنترل کنند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

یک سامانه پوشیدنی جدید رابط مغز و ماشین (BMI) می‌تواند کیفیت زندگی افراد مبتلا به اختلال عملکرد حرکتی یا فلج را بهبود بخشد، حتی کسانی که با سندرم قفل شدگی دست و پنجه نرم می‌کنند. در سندرم قفل شدگی فرد کاملاً هوشیار است اما قادر به حرکت و برقراری ارتباط نیست.

یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران به سرپرستی Woon-Hong Yeo در مؤسسه فناوری جورجیا، با ترکیب تجهیزات الکترونیکی نرم و واقعیت مجازی، یک رابط مغز و ماشین ساختند که به کاربر اجازه می‌دهد با تصور کردن یک حرکت در ذهن خود، به صورت بی‌سیم صندلی چرخدار یا بازوی رباتیک را کنترل کند.

این گروه که شامل پژوهشگرانی از دانشگاه کنت (انگلستان) و دانشگاه یونسی (جمهوری کره) است، سامانه جدید رابط مغز و ماشین مبتنی بر تصور حرکتی را در ماه جاری در مجله Advanced Science توصیف کردند.

Yeo، دانشیار دانشکده مکانیک گفت: «مهمترین مزیت این سامانه در مقایسه با آنچه در حال حاضر برای کاربر وجود دارد، نرم و راحت بودن آن است و اینکه سیم ندارد».

سامانه BMI یک فناوری توانبخشی است که سیگنال‌های مغزی فرد را تجزیه و تحلیل می‌کند و فعالیت عصبی را به دستور و مقاصد را به اعمال تبدیل می‌کند. رایج‌ترین روش غیرتهاجمی برای دستیابی به سیگنال‌های عصبی، الکتروانسفاگرافی (EEG) است که به طور معمول به یک کلاه الکترودی دست و پا گیر و پر از سیم نیاز دارد.

این دستگاه‌ها عموماً به ژل و خمیر وابسته هستند تا به حفظ تماس پوست کمک کند، نیاز به زمان طولانی برای تنظیم دارند، استفاده از آنها معمولاً ناخوشایند و دشوار است. این دستگاه‌ها به دلیل تخریب مواد یا نویزهای جانبی که ممکن است در اثر چیزی مانند دندان قروچه یا پلک زدن ایجاد شود، از ضبط سیگنال ضعیف رنج می‌برند. این نویزها در داده‌های مغزی پدیدار می‌شوند و باید فیلتر شوند.

سامانه جدید Yeo، تلفیقی از الکترودهای میکرونیدل نامحسوس با مدارهای بی‌سیم نرم است که ضبط سیگنال را بهبود می‌بخشد. اندازه‌گیری دقیق سیگنال‌های مغزی برای تعیین عملکردهایی که کاربر می‌خواهد انجام دهد بسیار مهم است. بنابراین این گروه یک الگوریتم یادگیری ماشین قدرتمند و واقعیت مجازی را برای رفع این چالش ادغام کردند.

سامانه جدید با چهار فرد آزمایش شده است، اما هنوز در مورد افراد معلول مورد مطالعه قرار نگرفته است.  Yeoخاطرنشان کرد: «این تنها تنها یک نمایش بود، ما از آنچه دیده‌ایم بسیار هیجان زده هستیم».

الگوهای جدید

در اصل گروه Yeo این رابط نرم و پوشیدنی مغز و رایانه را در مطالعه سال ۲۰۱۹ در Nature Machine Intelligence معرفی کردند. موسی محمود، نویسنده اصلی آن اثر و همچنین نویسنده اصلی این مقاله جدید است.

محمود، دانشجوی دکترای آزمایشگاه Yeo، گفت: «این رابط کاربری جدید مغز و ماشین از الگوی کاملاً متفاوتی استفاده می‌کند، شامل اعمال حرکتی تصور شده مانند گرفتن با هر دو دست است که موجب می‌شود فرد نتواند به محرک‌های دیگر توجه کند».

در مطالعه ۲۰۲۱، کاربران توانستند کنترل دقیقی روی تمرین‌های واقعیت مجازی با استفاده از افکار خود یا تصورهای حرکتی داشته باشند. نشانه‌های تصویری روند کار را برای کاربر و پژوهشگرانی که اطلاعات را جمع می‌کنند افزایش می‌دهد.

Yeo  گفت: «دستورالعمل‌های مجازی بسیار مفید واقع شده‌اند. آنها تعامل و دقت کاربر را تسریع و بهبود می‌بخشند. و ما قادر به ثبت فعالیت تصورهای حرکتی مداوم و با کیفیت بودیم».

بنابر گفته‌های محمود، کارهای آینده این سامانه با استفاده از آنچه از دو مطالعه گذشته آموخته‌اند، بهینه‌سازی قرار دادن الکترودها و تجزیه و تحلیل پیشرفته‌تر سیگنال‌های مغزی است.

بیشتر بخوانیم:

>> چراغ سبز سازمان غذا و دارو برای آزمایش انسانی تراشه های مغزی Synchron

>> این ایمپلنت کوچک مغزی، فکر شما را میخواند و دستورات ذهنی را به عمل تبدیل میکند

منبع: eurekalert.org

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»