Umělá inteligence umožňuje ochrnutému muži ovládat robotickou ruku pomocí mozkových signálů

Vědci z Kalifornské univerzity v San Francisku (UCSF) dosáhli pozoruhodného průlomu v technologii brain-computer interface (BCI), která umožňuje lidem s paralýzou ovládat robotická zařízení pouhou silou myšlenky.

Tato inovace kombinuje umělou inteligenci (AI) s neurovědami, což umožňuje ochrnutému muži manipulovat s robotickou rukou pouhým pomyšlením na pohyby. Jedná se o významný milník v oboru obnovy autonomie u osob s těžkými pohybovými poruchami.

Zařízení známé jako brain-computer interface (BCI) představuje fúzi pokročilé AI a neurálního inženýrství. BCI v minulosti bojovaly s udržováním funkčnosti po delší dobu, často ztrácely efektivitu po jednom či dvou dnech. Nově vyvinuté BCI však vytvořilo rekord, když fungovalo bezproblémově po sedm měsíců bez nutnosti větších úprav.

Klíčem je schopnost AI modelu přizpůsobit se jemným změnám v mozkové aktivitě v průběhu času. Jakmile si osoby opakovaně představují pohyby, AI zdokonaluje své chápání těchto nervových signálů, což umožňuje přesnější ovládání robotických zařízení. Dr. Karunesh Ganguly, neurolog a profesor na UCSF, zdůraznil, že toto adaptivní učení mezi lidmi a AI je kritické pro dosažení realistické funkčnosti u neuroprotéz.

Výzkum Dr. Gangulyho ukázal, že zatímco tvar reprezentace mozkové aktivity zůstává konzistentní, jejich umístění se den ode dne mírně mění. Tento objev vysvětluje, proč předchozí BCI rychle ztratily svou schopnost přesně interpretovat nervové signály.

Aby se této výzvě postavili, Ganguly a jeho tým studovali účastníka, který byl před lety ochrnut mrtvicí. Senzory implantované na povrchu jeho mozku zaznamenávaly nervové signály, zatímco si představoval pohyby, jako je uchopení nebo zvedání předmětů. Během dvou týdnů byly tyto signály použity k natrénování AI modelu, aby zohlednil denní posuny v vzorcích mozkové aktivity.

Zpočátku účastník cvičil ovládání virtuální robotické ruky, která poskytovala zpětnou vazbu k jeho představovaným pohybům. Tento trénink pomohl zdokonalit jeho schopnost vizualizovat přesné akce. Jakmile přešel na použití skutečné robotické ruky, rychle zvládl úkoly, jako je zvedání bloků, otevírání skříněk a dokonce i držení šálku pod dávkovačem vody.

O měsíce později si účastník udržel schopnost ovládat robotickou ruku s minimální rekaliibrací, což zdůrazňuje dlouhodobou spolehlivost tohoto systému BCI.

Tato průlomová technologie má dalekosáhlé důsledky pro osoby s paralýzou. Úkoly, jako je samostatné krmení nebo přístup k vodě, by mohly dramaticky zlepšit kvalitu života. Dr. Ganguly je optimistický ohledně dalšího zdokonalení AI pro zvýšení rychlosti a plynulosti pohybu a testování systému v domácím prostředí.

Integraci adaptivní AI do BCI značí vzrušující novou kapitolu v neuroprotézách, která nabízí naději milionům lidí žijících s paralýzou po celém světě. S pokračujícím rozvojem by tyto systémy brzy mohly obnovit základní funkce a nezávislost, čímž změní životy způsoby, které byly kdysi považovány za nemožné.