Et nyt system læser en brugers hjernemønstre for at styre en legetøjshelikopter - første gang et flyvende køretøj er styret helt af tanke. Billede via University of Minnesota
Tænk på at knytte din højre knytnæve. EN kvikk 14-ounce helikopter flyver til højre. Forestil dig at knytte din venstre knytnæve. Hakkeren vender tilbage. Tænk på at knytte begge næve, og den stiger lodret.
Dette bemærkelsesværdige helikopterstyresystem er arbejdet for en gruppe forskere ved University of Minnesota ledet af ingeniørprofessor Bin He. Det, der adskiller det, er, at styring af dens flyvning kræver absolut ingen faktisk bevægelse for piloten - ingen knap-tryk eller throttle-pulling. I stedet for en konventionel fjernbetjening, bruger brugerne køretøjet med en EEG (elektroencefalografi) -hætte med 64 elektroder, der registrerer elektrisk aktivitet i forskellige dele af hjernen nær hovedbunden og effektivt læser deres sind.
Systemet, der først blev demonstreret i april og nu fuldt ud beskrevet i en artikel, der blev offentliggjort i dag i Journal of Neural Engineering, er en del af den spirende undersøgelse af hjernecomputergrænseflader - direkte kommunikationsveje mellem hjerner og edb-udstyr eller robotanordninger. I de senere år har forskere skabt sindstyret robotik, der kan fodre nogen chokolade eller hjælpe dem med at drikke kaffe, men dette er den første forekomst af et flyvemiddel, der kontrolleres fuldstændigt af tanke.
Systemet er afhængig af tidligere EEG og anden neurologisk undersøgelse fra teamet, der identificerede, hvilke aktivitetsmønstre i hjernen korrelerede med tanker som "lav en knytnæve med din højre hånd" og "lav en knytnæve med begge hænder." Disse slags bevægelser -orienterede tanker forekommer mest i den motoriske cortex, et område i hjernen, der er ansvarlig for kontrol af kroppen. EEG-kappen er kun følsom nok til at detektere aktivitet relativt tæt på hovedbunden - og det er her den motoriske cortex er placeret - så videnskabsmændene var i stand til at programmere deres EEG-software til især at skelne mellem disse relevante tankemønstre.
Som et resultat, når systemet registrerer en af de specificerede tanker, konverterer det tanken ("lav en første med min højre hånd") til en kommando for helikopteren ("drej til højre") og sender derefter signalet til køretøjet over Trådløst internet. Med det, voilà: en tanke-styret helikopter.
Holdet havde tidligere oprettet et system, der gjorde det muligt for brugere at kontrollere en virtuel helikopter og ændret det til denne undersøgelse ved hjælp af et faktisk fysisk køretøj, ARDrone Quadcopter. Som en del af projektet gav de fem studerende en revne ved at flyve chopperen, og alle var i stand til at finde ud af, hvordan man kunne holde tinget højt - og endda flyve det gennem bøjler - med minimal træning.
Forskere ser for sig en række anvendelser til denne slags teknologi. Forskning er allerede i gang med en af de mest åbenlyse anvendelser: protetiske lemmer. I februar præsenterede et schweizisk team arbejde med en tankekontrolleret kunstig hånd, der giver en bruger mulighed for at afhente genstande og endda kan videresende stimuli (som f.eks. Hånden, der bankes af en nål) til brugerens hjerne. Andre har arbejdet med sindstyrede kørestole, hvilket ville give større mobilitet til quadriplegiske brugere.
En af de ting, der gør helikoptereksperimentet så interessant, er imidlertid, at ligesom et par nylige hjernecomputer-grænseflader (inklusive kørestolen) involverer det hjernemønstre, der er registreret ved en ikke-invasiv procedure - brugere kan simpelt hen tænde eller starte EEG-hætten, når de vil. Sammenlignet med andre former for hjernecomputergrænseflader, der ofte er afhængige af kirurgisk implanterede sensorer, kunne denne slags system bruges i en langt større række situationer.
For det første kan lammede patienter, der er tilbageholdende med eller ikke er i stand til at have en dyre og invasiv operation for at blive mere autonome, bare bære hætten. Derudover kunne amputerede og patienter, der har en ikke-lammende lidelse, der stadig begrænser mobilitet - såsom ALS eller en anden neuromuskulær lidelse - i teorien kunne bruge denne form for teknologi til at kontrollere kørestole eller endda andre køretøjer, såsom biler, uden at kræve en permanent hjerne implantatsystem.
En dag kunne det endda bruges til at forbedre teknologibrug for mennesker uden beslægtede medicinske problemer. Hvis det f.eks. Bliver pålideligt og følsomt, kan piloter måske en dag styre helikoptere i fuld størrelse med deres tanker for at reducere træthed i hånd og arm, og kirurger kan manipulere kirurgiske instrumenter uden at skulle bekymre sig om at ryste hænder.
