第一款大腦控制的機(jī)器人手臂，具有連續(xù)跟蹤計(jì)算機(jī)光標(biāo)的能力
來(lái)自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)與明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員日前利用無(wú)創(chuàng)的腦機(jī)接口（BCI）技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)出第一款由大腦控制的機(jī)器人手臂，具有連續(xù)跟蹤計(jì)算機(jī)光標(biāo)的能力。
這款裝置具有巨大的應(yīng)用潛力，尤其是將改變癱瘓患者和運(yùn)動(dòng)障礙患者的生活。
如今，腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)可以很好地利用大腦植入物的信號(hào)來(lái)控制機(jī)器人設(shè)備。當(dāng)機(jī)器人設(shè)備可以被高精度控制時(shí)，它們可以用來(lái)完成各種日常任務(wù)。
目前為止，那些腦機(jī)接口控制機(jī)械手臂的研究，都使用了侵入性的大腦植入物。這些植入物需要大量的醫(yī)學(xué)和外科專業(yè)知識(shí)才能正確安裝和操作，更不用說(shuō)成本和對(duì)受試者的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
而這個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的這個(gè)利用非侵入性腦機(jī)接口技術(shù)，首次在人類受試者身上，成功實(shí)現(xiàn)控制機(jī)器人手臂連續(xù)跟蹤計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)。在這之前，由人類非侵入性控制的機(jī)械手臂會(huì)跟隨移動(dòng)的光標(biāo)做出不穩(wěn)定、不連續(xù)的動(dòng)作，而現(xiàn)在，手臂會(huì)沿著平滑、連續(xù)的路徑跟隨光標(biāo)。
研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)新的框架，通過(guò)增加用戶參與和訓(xùn)練以及腦電信號(hào)源成像無(wú)創(chuàng)神經(jīng)數(shù)據(jù)的空間分辨率，解決和改進(jìn)腦機(jī)接口的“大腦”和“計(jì)算機(jī)”組件。
這項(xiàng)技術(shù)還可以通過(guò)提供安全的、非侵入性的“意識(shí)控制”設(shè)備來(lái)幫助各種各樣的人，這些設(shè)備可以讓人們與環(huán)境互動(dòng)并控制他們的環(huán)境。
到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在 68 名身體健全的人類受試者中進(jìn)行了測(cè)試(每個(gè)受試者最多進(jìn)行 10 次測(cè)試)，包括虛擬設(shè)備控制和用于持續(xù)追蹤的機(jī)械手控制。接下來(lái)，研究小組還計(jì)劃在患者身上進(jìn)行相關(guān)的臨床試驗(yàn)。
這項(xiàng)工作代表了無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口的重要一步，這項(xiàng)技術(shù)有朝一日可能成為幫助每個(gè)人的普遍輔助技術(shù)。
這款裝置具有巨大的應(yīng)用潛力，尤其是將改變癱瘓患者和運(yùn)動(dòng)障礙患者的生活。
如今，腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)可以很好地利用大腦植入物的信號(hào)來(lái)控制機(jī)器人設(shè)備。當(dāng)機(jī)器人設(shè)備可以被高精度控制時(shí)，它們可以用來(lái)完成各種日常任務(wù)。
目前為止，那些腦機(jī)接口控制機(jī)械手臂的研究，都使用了侵入性的大腦植入物。這些植入物需要大量的醫(yī)學(xué)和外科專業(yè)知識(shí)才能正確安裝和操作，更不用說(shuō)成本和對(duì)受試者的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
而這個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的這個(gè)利用非侵入性腦機(jī)接口技術(shù)，首次在人類受試者身上，成功實(shí)現(xiàn)控制機(jī)器人手臂連續(xù)跟蹤計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)。在這之前，由人類非侵入性控制的機(jī)械手臂會(huì)跟隨移動(dòng)的光標(biāo)做出不穩(wěn)定、不連續(xù)的動(dòng)作，而現(xiàn)在，手臂會(huì)沿著平滑、連續(xù)的路徑跟隨光標(biāo)。
研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)新的框架，通過(guò)增加用戶參與和訓(xùn)練以及腦電信號(hào)源成像無(wú)創(chuàng)神經(jīng)數(shù)據(jù)的空間分辨率，解決和改進(jìn)腦機(jī)接口的“大腦”和“計(jì)算機(jī)”組件。
這項(xiàng)技術(shù)還可以通過(guò)提供安全的、非侵入性的“意識(shí)控制”設(shè)備來(lái)幫助各種各樣的人，這些設(shè)備可以讓人們與環(huán)境互動(dòng)并控制他們的環(huán)境。
到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在 68 名身體健全的人類受試者中進(jìn)行了測(cè)試(每個(gè)受試者最多進(jìn)行 10 次測(cè)試)，包括虛擬設(shè)備控制和用于持續(xù)追蹤的機(jī)械手控制。接下來(lái)，研究小組還計(jì)劃在患者身上進(jìn)行相關(guān)的臨床試驗(yàn)。
這項(xiàng)工作代表了無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口的重要一步，這項(xiàng)技術(shù)有朝一日可能成為幫助每個(gè)人的普遍輔助技術(shù)。
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