훈련을 통해 감각 제어 휠체어에 탄 사람들은 안정적이고 쌓을 수 있는 장소를 탐색할 수 있습니다.

요약: 새로운 뇌 영상 기술을 통해 움직이지 못하는 사람들이 휠체어를 제어하고 생각을 제어할 수 있습니다. BMI를 통해 사용자는 훈련 후 자연스럽고 거친 환경을 횡단할 수 있습니다.

원천: 셀 프레스

휠체어를 타는 것은 장애인이 자신에게 도움이 되는 일을 하기 위해 휠체어를 사용하는 사람들의 생각을 해석함으로써 장애인이 다시 걷기 시작하는 데 도움이 될 수 있습니다.

11월 18일 잡지에서 iScience연구자들은 사지 마비 사용자가 장기간 훈련 후 자연스럽고 교란된 환경에서 정신적으로 제어되는 휠체어를 작동할 수 있음을 보여줍니다.

“우리는 사용자와 뇌의 기계 학습 사이의 상호 작용이 성공적인 휠체어 사용자에게 중요하다는 것을 보여줍니다. “우리의 연구는 뇌 없는 기계 학습을 더 잘 정의할 수 있는 잠재적인 방법을 밝혀줍니다.”

Millán과 그의 동료들은 장기 연구를 위해 세 명의 사지 마비 환자를 모집했습니다. 각 참가자는 2~5개월 동안 일주일에 세 번 훈련했습니다.

참가자들은 뇌 이식 장치를 통해 휠체어에 대한 기계적 명령으로 변환될 수 있는 뇌파 검사(EEG)를 통해 뇌 활동을 감지하는 스컬캡을 착용했습니다.

참가자들에게 신체 부위를 움직이는 방법을 상상하여 휠체어를 제어하도록 요청했습니다. 구체적으로 왼쪽으로 돌기 위해서는 양손을, 오른쪽으로 돌기 위해서는 두 발을 움직이는 것을 생각해야 했다.

신용: 루카 토닌

연구의 첫 번째 부분에서 세 명의 참가자는 장치의 답변이 사용자의 가정과 일치하는 유사한 정확도 수준을 약 43%에서 55%로 가졌습니다. 훈련 중에 신경 영상 기계 팀은 훈련이 끝날 때 95%의 정확도에 도달한 학생 1의 정확도가 크게 향상되었음을 확인했습니다.

팀은 또한 팀이 장치를 새로운 알고리즘으로 교체하기 전에 훈련 중간에 참가자의 정확도가 3%에서 98%로 증가하는 것을 확인했습니다.

참가자 1과 3에서 볼 수 있는 변화는 식별의 변화에 ​​해당하며, 이는 알고리즘이 “왼쪽으로 이동”과 “오른쪽으로 이동”이라는 레이블이 붙은 뇌 신호를 구별하는 능력입니다.

연구팀은 개선된 식별력이 장치의 기계 학습뿐만 아니라 참가자의 두뇌 학습 때문임을 발견했습니다. 참가자 1과 3의 EEG는 장치의 사고 제어 정확도가 향상됨에 따라 뇌 활동에 눈에 띄는 변화를 보였습니다.

“우리는 EEG 결과에서 피험자가 뇌의 다른 부분을 변경하여 ‘왼쪽으로 가기’ 계획과 ‘오른쪽으로 가기’ 다른 계획을 만드는 능력을 결합했음을 알 수 있습니다.”라고 Millán은 말합니다. “우리는 참가자들의 학습 결과로 발생한 피질 재구성이 있다고 믿습니다.”

이것은 휠체어를 탄 사람을 보여줍니다.
참가자 1과 3에서 볼 수 있는 변화는 식별의 변화에 ​​해당하며, 이는 알고리즘이 “왼쪽으로 이동”과 “오른쪽으로 이동”이라는 레이블이 붙은 뇌 신호를 구별하는 능력입니다. 이미지는 퍼블릭 도메인입니다.

참가자 1과 3에 비해 참가자 2는 훈련 기간 동안 뇌 활동에 큰 변화가 없었습니다. 그의 정확도는 연구 기간 동안 안정적으로 유지된 초기 단계에서 약간만 증가했습니다. Millán은 기계 학습만으로는 마인드 컨트롤 장치를 성공적으로 작동하기에 충분하지 않다는 것을 보여줍니다.

교육이 끝날 무렵 모든 참가자는 혼란스러운 병실을 통해 휠체어를 운전하라는 요청을 받았습니다. 그들은 실제 환경을 시뮬레이션하기 위해 배치된 칸막이와 병상과 같은 장애물을 피해 이동해야 했습니다. 1과 3은 모두 과제를 완료했고 학생 2는 완료하지 못했습니다.

“사람이 자연 환경에서 휠체어를 운전하는 것과 같은 복잡한 일상 업무를 수행할 수 있도록 하는 기계 시스템을 제어할 수 있으려면 우리 피질의 신경가소성 리모델링이 필요한 것 같습니다.”라고 Millán은 말합니다.

이 연구는 또한 사용자를 위한 장기 교육의 역할을 강조했습니다. 1은 결국 매우 잘했지만 훈련의 처음 몇 단계에서도 어려움을 겪었다고 Millán은 말합니다. 장기 연구는 사지 마비 환자를 대상으로 비침습적 뇌-기계 기술의 임상 번역을 테스트한 최초의 연구 중 하나입니다.

다음으로 그룹은 2명의 학생이 학습 결과에 영향을 미치지 않은 이유를 알고자 합니다. 그들은 모든 참가자의 뇌 신호를 자세히 분석하여 차이점을 이해하고 미래에 교육에 어려움을 겪는 사람들을 위해 무엇을 할 수 있는지 희망합니다.

신경 기술 연구 기사 정보

작가: 공보실
원천: 셀 프레스
연락하다: 공보실 – 셀 프레스
영상: 공개된 사진입니다.

또한보십시오

이것은 자고있는 사람을 보여줍니다

예비 연구: 기회를 여십시오.
심각한 사지 마비가 있는 사람들을 위해 BMI로 제어되는 휠체어 운전 학습” José del R. Millán 등이 작성했습니다. iScience


코멘트

심각한 사지 마비가 있는 사람들을 위해 BMI로 제어되는 휠체어 운전 학습

키 포인트

  • BMI를 방해하지 않고 휠체어를 조작하는 방법을 배운 3명의 피험자
  • BMI 학습 기술을 휠체어 이동성으로 직접 이전
  • 학습과 로봇 지능은 BMI 기반 로봇 번역에 필수적입니다.

요약

마인드 컨트롤 휠체어는 신체의 모든 부분의 움직임을 지원하는 놀라운 방법입니다. 뇌 영상 기술(BMI)의 발전에도 불구하고 그 해석은 간단하지 않습니다.

본 연구의 주된 목적은 실제 상황에서 뇌에 지장을 주지 않는 지적 장애 관리를 위해서는 최종 사용자의 BMI 기술 습득이 필요하다는 가설을 조사하는 것이다.

우리는 척수 손상이 있는 세 명의 사용자가 비파괴적 자체 추진 휠체어를 사용하고 복잡한 이동성 작업을 수행하도록 훈련받을 수 있음을 보여줍니다. 그러나 두 명의 사용자만이 향상된 성능과 식별력, 신경가소성의 상당한 변화, BMI 명령 대기 시간의 개선을 보여 더 나은 운전을 할 수 있었습니다.

또한 인간과 인공지능의 공유 제어 방식을 결합하여 화재 이미지 BMI와 같은 덜 자유롭고 제어 가능하고 불확실한 방법을 통해 로봇의 제어 가능하고 지속적인 제어가 가능함을 보여줍니다.

우리는 학습 및 공유 제어가 BMI를 방해하지 않는 변환 접근 방식의 핵심이라고 믿습니다.

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