Создан интерфейс мозг-компьютер для роботов. Видео

Техника
мобильная версия
, Текст: Сергей Попсулин
Исследователи создали нейрокомпьютерный интерфейс, позволяющий посредством мысленной активности управлять электромеханическими конструкциями — экзоскелетами или роботами. Потенциальные пользователи новой системы — люди с расстройствами нервной системы.

Исследователи из Южной Кореи и Германии разработали нейрокомпьютерный интерфейс для управления нижними конечностями экзоскелета или конечностями роботов. Их доклад опубликован в журнале Journal of Neural Engineering.

Экзоскелет — электромеханическая конструкция, повторяющая скелет человека и служащая дополнительной опорой для него за счет жесткого прикрепления к телу. Используется как для увеличения силы, так и для поддержки опорно-двигательного аппарата.

Новый интерфейс, разработанный исследователями из Корейского университета и Берлинского технического университета, позволяет управлять таким костюмом, отдавая ему команды идти вперед, поворачивать влево или вправо, вставать и садиться. Система управления включает шлем для снятия электроэнцефалограммы, крестообразный держатель с пятью светодиодами и вычислительный блок.

Для того чтобы отдать экзоскелету команду, например, встать, человек должен посмотреть на светодиод, прикрепленный к верхней части крестообразного держателя. Чтобы отдать команду идти вперед — на светодиод в центре, а повернуть направо или налево — на светодиод в левой или правой части держателя.

Принцип работы заключается в следующем. Каждый из светодиодов имеет индивидуальную частоту мерцания. Когда человек пристально смотрит на него, в мозге возникают электромагнитные процессы, соответствующие этой частоте, а шлем для снятия электроэнцефалограммы (ЭЭГ) их фиксирует. Таким образом, система знает, на какой светодиод смотрит человек.


Испытуемый настраивает интерфейс, глядя на мерцающие светодиоды

По словам исследователей, главной сложностью для них стало выделить эти процессы среди большого количества шумов, включая наводки от самого экзоскелета.

Демонстрация нейрокомпьютерного интерфейса



«Экзоскелет создает массу электрических шумов, — объяснил автор доклада Клаус Мюллер (Klaus Muller). — Сигнал ЭЭГ теряется среди всего этого шума, но наша система способна отделить не только нужный сигнал ЭЭГ, но и понять по этому сигналу частоту мерцания светодиода».

Интерфейс тестировался на здоровых людях, хотя предназначен для людей, страдающих заболеваниями нервной системы, такими как боковой амиотрофический склероз, а также получивших травмы спинного мозга и испытывающих трудности в управлении нижними конечностями. Однако интерфейс не подходит людям, страдающих эпилепсией, так как мерцающий свет может вызвать у них припадок.

Новый нейрокомпьютерный интерфейс может служить дополнительным приспособлением для экзоскелетов и приобретаться отдельно. Но исследователи не уточнили, планируют ли они коммерциализовать разработку и когда. Сейчас они работают над задачей снижения нагрузки на глаза при длительном работе с системой.