ثورة الروبوتات: يد ذكية تفكر كالبشر وتُثني الأصابع!

تُحدث الروبوتات المساعدة وواجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) تحولًا سريعًا. هذه التقنيات تعيد استقلالية الأشخاص ذوي الإعاقة. تمكّن المستخدمين من التحكم في الأجهزة الخارجية. تشمل هذه الأجهزة الأطراف الاصطناعية أو الأطراف الروبوتية. يتم التحكم فيها باستخدام إشارات الدماغ بدلًا من حركات العضلات. أظهرت واجهات الدماغ والحاسوب تحكمًا دقيقًا. لكنها تتطلب جراحة وصيانة طويلة الأمد. هذا يحد من استخدامها لمجموعة صغيرة من المرضى.

إنجازات جامعة كارنيجي ميلون في واجهات الدماغ غير الجراحية

أحرز باحثون في جامعة كارنيجي ميلون تقدمًا كبيرًا. هذا التقدم يتعلق بتقنية واجهات الدماغ والحاسوب غير الجراحية. استخدموا تخطيط كهربية الدماغ (EEG). تمكنوا من التحكم الفوري والمستند إلى التفكير في يد روبوتية. وصل التحكم إلى مستوى الأصابع الفردية. ذكر موقع “Interesting Engineering” هذا الإنجاز.

التحكم بالأصابع الروبوتية عبر التفكير

طور الفريق، بقيادة البروفيسور بن هي، نظامًا مبتكرًا. يتيح هذا النظام للمستخدمين التحكم في الأصابع الروبوتية. يتم التحكم بمجرد تخيل حركتها. تمكن المتطوعون من أداء مهام معقدة. استخدموا إصبعين أو ثلاثة أصابع. لم يحركوا عضلة واحدة.

قال بن هي، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة كارنيجي ميلون: “في دراستنا، تمكن المشاركون من أداء مهام تحكم متعددة الأصابع بنجاح بمجرد التفكير فيها.. حيث يترجم النظام إشارات تخطيط كهربية الدماغ إلى حركات أصابع آلية باستخدام استراتيجية فك تشفير التعلم العميق.”

شبكة عصبية لفك تشفير دقيق ومستمر

تم ضبط شبكة عصبية لفك تشفير نية المستخدم الحركية. عملت الشبكة باستمرار وبدقة عالية. تجاوزت بذلك القيود المكانية لأساليب تخطيط كهربية الدماغ التقليدية. أشارت الدراسة إلى تحقيق ذلك بمساعدة استراتيجية فك تشفير جديدة للتعلم العميق. كما ساعدت آلية ضبط شبكي دقيقة. هذه الآلية ضرورية لفك التشفير المستمر من إشارات تخطيط كهربية الدماغ.

تطورات متواصلة نحو الاستخدام العملي

أمضى بن هي أكثر من عقدين في تطوير واجهات الدماغ والحاسوب. كان مختبره رائدًا بالفعل في أول رحلة لطائرة بدون طيار. كما قادوا حركة ذراع آلية. وتحكموا آليًا باليد. كل هذه الإنجازات مدعومة بتخطيط كهربية الدماغ. يقرب هذا الإنجاز الأخير هذه التقنية من الاستخدام العملي اليومي. يحاكي النظام البراعة الطبيعية للأيدي البشرية. هذا هدف طال انتظاره في مجال الأطراف الاصطناعية.