ساخت بازوی رباتیک با کنترل مغزی و حس لامسه

یورو نیوز: تصور کنید که فقط با فکر بتوانید یک بازوی رباتیک را از راه دور کنترل کنید و بعد تجسم کنید که وقتی این بازو شیئی را گرفت، بتوانید طوری آن را احساس کنید که انگار دست خودتان آن را گرفته است.

این سناریو شاید تاکنون تنها به درد فیلم‌های علمی تخیلی می‌خورده است. اما دانشمندان آمریکایی در عالم واقع به چنین چیزی دست یافته‌اند. آنها پس از کاشت الکترودهایی در مغز یک فرد فلج چهار اندام، دیدند که این فرد توانست دست رباتیک را با مغز خود کنترل کند و تمام حس‌هایی را که با دست واقعی‌اش پیش از فلج شدن درک می‌کرد، دوباره تجربه کند.

نتیجه این آزمایش دانشمندان روز پنجشنبه ۲۰ مه (۳۰ اردیبهشت) در مجله علمی ساینس منتشر شد. این آزمایش ثابت کرد که افزودن حس لامسه به بازوی رباتیک می‌تواند توانایی افرادی که استفاده از اندام خود را از دست داده‌اند به طور قابل توجهی بهبود بخشد و به آنها برای انجام کارهای ساده مانند حرکت دادن یک شئ با استفاده از بازوی الکترونیکی کمک کند.

عکس تزئینی است

نیتان کوپلند، مرد ۳۴ ساله‌ای که دانشمندان آزمایش خود را روی او انجام دادند به خبرگزاری فرانسه گفت: «من در جهان نخستین انسانی هستم که در قشر حسی مغزم ایمپلنت‌هایی گذاشته‌ام که می‌تواند برای تحریک مستقیم مغزم استفاده شود. من اکنون همان احساسی دارم که انگار از تماس دست خودم ناشی شده است.»

این فرد داوطلب شرکت در تحقیق علمی، پس از یک تصادف رانندگی در سال ۲۰۰۴، دچار آسیب نخاعی شد و توان حرکت ارادی دست و پای خود را از دست داد. او شش سال پیش او موافقت کرد که برای کاشت الکترود در مغزش تحت عمل جراحی سنگین قرار بگیرد.

چیزی شبیه دو برس موی بسیار ریز که وظیفه‌اش هدایت حرکت است از طریق قشر حرکتی به مغز این فرد وارد شد. هر یک از این دو وسیله ۸۸ الکترود دارند که نازکی انتهای آنها به اندازه یک تار موست. راب گانت، استاد دانشگاه پیتسبورگ آمریکا و یکی از دو نویسنده اصلی این پژوهش علمی گفت که این نوع الکترود در جهان در مغز کمتر از سی نفر کاشته شده است.

اما در مورد نیتان علاوه بر این، دو مجموعه الکترود دیگر نیز اضافه و در قشر حسی مغز او گذاشته شده تا بتواند احساس هم بکند.

دکتر گانت توضیح می‌دهد: «نورون‌های مغز ما وقتی فعال هستند، میدان‌های الکتریکی کوچک ساطع می‌کنند. بنابراین این فعالیت الکتریکی توسط رایانه رمزگشایی می‌شود تا بازوی رباتیک را کنترل کند.»

وی افزود: «به همین ترتیب، ما می‌توانیم در این الکترودها الکتریسیته تولید کرده و در نتیجه از آنها برای تحریک سلول‌های عصبی و مجبور کردن آنها به حرکت استفاده کنیم.»

نیتان گفت: «بعد از عمل هیچ کس نمی‌دانست چه اتفاقی می‌افتد، به خصوص من. زیرا قبلاً فقط روی میمون‌ها آزمایش شده بود. بسیاری از دانشمندان در سراسر جهان منتظر بودند ببینند که من پس از این آزمایش چه می‌گویم. بار اول نتیجه بسیار ضعیف بود و من دوباره امتحان کردم، خیلی باحال بود.»

نیتان توضیح می‌دهد: «آنچه احساس می‌كنم به الكترودهایی كه تحریک می‌كنند بستگی دارد. گاهی اوقات مانند فشار یا مورمور است، گاهی گرم است. گاهی هم مثل احساس ضربه است.»

دستگاهی که رابط مغز و ربات است «آی‌سی‌ام» نامیده می‌شود. دانشمندان ابتدا یک سری آزمایشات را با نیتان انجام دادند تا بررسی کنند کدام الکترودها باعث فعال شدن دستش و در کدام انگشتان باعث ایجاد احساس می‌شوند. بازوی رباتیک مجهز به سنسورهایی روی هر یک از انگشت‌های فلزی است.

فرد داوطلب در این آزمایش می‌گوید: «واقعا آسان بود. من فقط فکر کردم که بازویم را به سمت راست حرکت دهم و بازوی رباتیک خودش به سمت راست حرکت کرد.»

آزمایش همچنین شامل تمرین گرفتن و جابجایی چندین شی مانند توپ، مکعب و شیشه بود. در این آزمایش ثابت شد که وقتی تحریک حسی فعال شود، حرکت دست حدودا ​​دو برابر سریع‌تر می‌شود.

محققان در تلاشند تا احساسات هر چه طبیعی‌تر را به ویژه برای کاربردهای ملموس به وجود بیاورند. راب گانت می‌گوید: «ما می‌خواهیم وسایلی درست کنیم که برای افراد در خانه مفید باشد.»