德克薩斯大學奧斯丁分校 | 腦動力輪椅在現(xiàn)實生活中大有前途
指南者留學
2023-01-20 12:05:33
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<p>奧斯汀,德克薩斯州——在同類研究的第一批研究中,幾個有運動障礙的人能夠操作輪椅,將他們的思想轉(zhuǎn)化為動作。</p>
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<p>德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員今天在《iScience》雜志上發(fā)表的這項研究是腦機接口——將思維活動轉(zhuǎn)化為行動的計算機系統(tǒng)——向前邁出的重要一步。思想動力輪椅的概念已經(jīng)研究了多年,但大多數(shù)項目都是使用非殘疾的受試者或刺激,使設(shè)備或多或少地控制人,而不是反過來。</p>
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<p>在這個案例中,三名四肢癱瘓患者(由于脊椎受傷而無法移動手臂和腿)在雜亂的自然環(huán)境中操作輪椅,并取得了不同程度的成功。這個接口記錄了他們的大腦活動,然后機器學習算法將其翻譯成驅(qū)動輪椅的命令。</p>
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<p>研究人員表示,這是意念驅(qū)動輪椅未來商業(yè)可行性的標志,這種輪椅可以幫助運動功能受限的人。</p>
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<p>領(lǐng)導這個國際研究團隊的科克雷爾工程學院錢德拉家族電氣與計算機工程系教授José del R. Millán說:“我們證明,這些類型設(shè)備的最終用戶能夠在腦機接口的幫助下在自然環(huán)境中導航。”</p>
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<p>這項研究的另一個重要意義在于用于操作輪椅的非侵入性設(shè)備。研究人員沒有在參與者體內(nèi)植入任何設(shè)備,也沒有對他們進行任何刺激。</p>
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<p>參與者戴著一頂布滿電極的帽子,用來記錄腦電圖(EEG)的腦電活動。放大設(shè)備將這些電信號發(fā)送到計算機,計算機解釋每個參與者的意圖,并將其轉(zhuǎn)化為動作。</p>
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<p>當人們遭受嚴重傷害導致癱瘓時,大腦失去了向身體傳遞命令和創(chuàng)造運動的途徑。但思維仍然活躍,界面能夠捕捉并促進運動,就好像大腦在與身體對話而不是與計算機對話一樣。</p>
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<p>兩個重要因素是這項研究成功的主要原因。第一項是針對用戶的培訓計劃。</p>
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<p>研究人員教這些用戶想象移動椅子的方法,就像他們想象移動自己的手和腳一樣。當研究人員觀察研究參與者時,他們發(fā)現(xiàn)他們在發(fā)出命令時大腦活動發(fā)生了變化。</p>
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<p>第二個貢獻者借鑒了機器人技術(shù)。研究人員為他們的輪椅配備了傳感器,以了解周圍的環(huán)境。他們還部署了機器人智能軟件,幫助輪椅填補用戶命令中的空白,以促進輪椅的準確和安全移動。</p>
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<p>“這很像騎馬,”Millán說,他也是德克薩斯大學奧斯汀戴爾醫(yī)學院的神經(jīng)學教授。“騎手可以告訴馬左轉(zhuǎn)或進入大門。但馬最終必須找出執(zhí)行這些命令的最佳方式。”</p>
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<p>這項研究補充了Millán正在進行的另一個項目,即創(chuàng)造一種新的EEG電極,可以長時間佩戴而不需要更換。</p>
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<p>長期電極是這些項目的最終目標之一。研究人員計劃將所有其他相關(guān)技術(shù)直接嵌入到改裝后的輪椅中。</p>
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<p>該項目的團隊成員包括意大利帕多瓦大學的盧卡·托寧(Luca Tonin);英國埃塞克斯大學的Serafeim Perdikis;德國Ruhr-Universität波鴻的Taylan Deniz Kuzu, Jorge Pardo, Thomas Armin Schildhauer, Mirko Aach和Ramón Martínez-Olivera;瑞士洛桑École理工學院fédérale理工學院的巴斯蒂恩·奧塞特;以及瑞士維斯生物和神經(jīng)工程中心的Kyuhwa Lee。</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p>
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