На чемпионате мира по футболу будет представлен первый экзоскелет, управляемый силой мысли
Через два месяца в Бразилии пройдет чемпионат мира по футболу. На трех стадионах еще ведутся ремонтные работы, фанаты томятся в предвкушении. Однако нейробиолог из Университета Дьюка в Сан-Паулу готовится к этому событию по-своему. Он разрабатывает экзоскелет, который будет управляться силой мысли. В будущем это устройство позволит парализованным людям передвигаться так же легко, как это могут здоровые люди.
На чемпионате мира первый удар по мячу нанесет парализованный ниже пояса подросток – при помощи управляемого силой мысли экзоскелета. Этот удар на стадионе Itaquera в Сан-Паулу будут наблюдать 70 000 зрителей, а также сотни миллионов телезрителей во всех уголках света, сообщается в Technology Review. Если испытания пройдут успешно, удар мальчика на чемпионате станет символом победы над параличом.
Экзоскелет, которым будет управлять парализованный человек силой мысли. Фото с сайта neuro.duke.edu
Управление машиной силой мысли
Проектом Walk Again руководит эксперт в области нейробиологии Мигель Николелис. В настоящее время ученые работают над интерфейсом, который свяжет мозг и машину. Эта технология позволит парализованным людям управлять экзоскелетом силой мысли.
Сегодня еще не проявивший себя проект Walk Again подвергается критике. Скептики ставят под сомнение способность управлять машинами силой мысли, ссылаясь на малоизученную технику записи сигналов головного мозга – электроэнцефалографию (ЭЭГ), с помощью которой до сих пор удавалось передавать только простые сигналы, такие как «Старт» или «Стоп».
По словам разработчиков, необходимо соединить технологию ЭЭГ с другими высокотехнологичными подходами, чтобы парализованный человек мог перемещаться и совершать другие операции, элементарные для здорового человека, но сложные для машины, управляемой силой мысли.
До недавнего времени Николелис рассматривал другой подход к интерфейсам связи головного мозга и машины, основанный на записи сигналов мозга при помощи вживляемых чипов. В 2008 году ученый смог передать сигналы мозга обезьяны машине. Считывая сигналы, японский робот перемещался с места на место. Этот эксперимент стал основой проекта Walk Again, над которым сейчас работают 125 человек с пяти континентов.
Изначально Николелис планировал вживить в человека микрочип, содержащий более 1000 электродов, которые должны были напрямую записывать сигналы мозга. Он ставил эксперименты на обезьянах и выделил сигналы, генерируемые мозгом для движения рук и ног, которые сможет принять робот. Николелис не хотел использовать ненадежную ЭЭГ, но в конце концов стало очевидно, что доработать чип-имплантат до высокой точности, чтобы можно было продемонстрировать его на открытии чемпионата, невозможно. Ученый, который, кстати, получил в качестве финансирования 15 миллионов долларов, все-таки обратился к ЭЭГ. Очевидное преимущество данной технологии в том, что запись сигнала ЭЭГ не требует операции на головном мозге: необходим только шлем с электродами. Однако есть и недостатки: электрический импульс миллиардов нейронов находится вне черепа. Это все равно что слушать оркестр около здания концертного зала: некоторые инструменты невозможно будет распознать. Тем не менее, если музыканты начнут играть громче, общий смысл можно уловить.
Будет ли успех?
В прошлом году инженер-биомедик Миннесотского университета Бин Хэ выложил видеозапись, на которой человек управляет игрушечным вертолетом силой мысли. Компьютерные программы регистрировали изменение сигнала ЭЭГ и использовали его для управления игрушкой.
Однако данная технология очень ограниченна. Скорость подачи и расшифровки искусственных сигналов ЭЭГ довольно низкая – всего 5-50 бит в минуту. Этого недостаточно для управления сложными агрегатами вроде экзоскелета. Человеческий мозг даже для элементарных движений пальцами производит миллионы нервных импульсов.
Группа ученых под руководством профессора Брюссельского университета Гая Шерона потратила 7 миллионов долларов на разработку управляемого мозгом экзоскелета. Исследователи пытались заставить экзоскелет двигаться вперед с помощью сигналов ЭЭГ, получаемых с человека, который думал о движении вперед. Однако эти эксперименты не привели к результату, и в прошлом году проект был закрыт.
Ожидается, что на чемпионате мира по футболу будут представлены и другие технологии в помощь парализованным людям, в первую очередь – новинки в области строения экзоскелетов.
Благодаря быстрому развитию робототехники неизвестно, понадобится ли в будущем изучать сигналы мозга. По словам экспертов, есть более простые способы подать команду – например, при помощи кнопок или голоса.
Николелис полагает, что его пробная версия положит начало многообещающим разработкам. Однако времени осталось не так много. 7 апреля Николелис выложил видеозапись, на которой пациент в экзоскелете делает первые еще неуверенные шаги под музыку из игры Mission Impossible.
Независимо от дальнейшей судьбы своего детища, Николелис осуществил достойный вклад в науку Бразилии и мира.
Комментарии читателей Оставить комментарий