السيطرة على هذا الذراع الروبوت - مع دماغك - 💡 Fix My Ideas

السيطرة على هذا الذراع الروبوت - مع دماغك

السيطرة على هذا الذراع الروبوت - مع دماغك


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

يركز Jisoo كيم. الصورة: ناثان هيرست

تخيل جيسو كيم التلويح بذراعها الأيسر ، وانتقلت ذراع الروبوت إلى اليسار. ركزت على ذراعها الأيمن ، وثني ذراع الروبوت إلى اليمين. نوعا ما.

كان كيم يرتدي جهاز تخطيط دماغ كهربائي للعرض التفاعلي "Make it Move" في التكنولوجيا المعرفية، معرض جديد حول فهم والتأثير على نشاط الدماغ في Exploratorium في سان فرانسيسكو. تم توصيل الجهاز بجهاز كمبيوتر وشاشة ، وفي ذراع ألومنيوم مفصل ثنائي قام ببنائه جون فيران.

كانت قبعة النيوبرين التي يرتديها كيم مدمجة مع مستشعرات EEG التي تقرأ موجات دماغها وتخرجها إلى واجهة كمبيوتر الدماغ تسمى OpenBCI. يقول كيم: "أعتقد أنه إذا كانت هذه التكنولوجيا تتقدم أكثر ، فسوف تساعد الكثير من المعوقين الذين لا يستطيعون تحريك أذرعهم". "بما أن كل شيء مفتوح المصدر ، يمكن للناس بناءه بأنفسهم ، لذلك أعتقد أنه سيتقدم أكثر من ذلك بكثير."

توماس فيغا هو طالب متخصص في علوم الكمبيوتر والعلوم المعرفية ، وأحد منشئي المعرض ، وعضو في مجموعة التكنولوجيا المعرفية بجامعة كاليفورنيا. هدف Cog Tech هو المساعدة في جعل هذه التكنولوجيا جاهزة للاستخدام في العالم الحقيقي.

يقول فيغا: "نحن نهدف إلى إجراء تغيير ، ونظهر للعالم أن BCI ليس شيئًا في المستقبل ، إنه شيء يحدث بالفعل". "نريد تمكين هذه التكنولوجيا حتى يتمكن أي شخص من استخدامها ، دون أي خبرة في الكود أو أي شيء."

التدريب على استخدام BCI. الصورة: أنجا أولفيلدت

عندما تفكر في الركل في كرة القدم ، يوضح فيغا ، يتصرف عقلك كما لو كان الركل بالفعل. يمكن لجهاز تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) قراءة ذلك في شكل إشارات كهربائية على فروة الرأس ، ويمكن معالجة المعلومات الواردة من هذه الإشارات وتصفيتها وتحليلها لتوفير ملاحظات يمكن التعرف عليها بواسطة الكمبيوتر.

لجعل المعرض ، قام فريق Cog Tech بتكييف لوحة EEG من OpenBCI. سماعة رأس OpenBCI الأصلية تقيس نشاط الدماغ في نصفي الكرة الأرضية ، وتسجل تلك البيانات على 8 قنوات. لكنه يتطلب أقطاب كهربائية ملصقة على الجمجمة - غير قابلة للتطبيق لمعرض يسمح لكثير من الناس بالمرور والتجربة كل يوم. لذا صنعت Cog Tech خوذة ناعمة بأقطاب كهربائية جافة من شركة Cognionics ، والتي تقع على الرأس بحزام فيلكرو أسفل الذقن.

يقول بيير كاراتشوك ، عضو آخر في Cog Tech: "أعتقد حقًا أن BCI لديها إمكانية لطريقة إضافية للتفاعل مع أجهزة الكمبيوتر". "بالنسبة للتفاعل بين الإنسان والحاسوب ، لقد كنا محدودين نوعاً ما". إنه يعني الفئران ولوحات المفاتيح ومؤخرًا ، شاشات اللمس ، وكلها لا تختلف في النهاية.

فيغا (يسار) وكارشوك يشرحان كيفية استخدام BCI. الصورة: ناثان هيرست

هناك الكثير الذي يمكنك القيام به من خلال واجهة مباشرة لا يمكنك استخدامها مع لوحة المفاتيح. يقوم البعض باكتشاف والتعبير عن الحالة المزاجية ، مثل قبعة EEG (يصنع: المجلد 43) ، أو لقياس الاهتمام المدفوع إلى واجهة المستخدم الرسومية.

Karashchuk متخصص في الإحصاء وعلوم الكمبيوتر ، وهو يعمل على كيفية تفسير البرنامج للمعلومات المستقاة من EEG ، وتطوير مكتبات تساعد في معالجة الإشارات وتحويلها إلى مخرجات. لكن الإشارات تأتي صاخبة للغاية ، ويتعين على البرنامج توظيف تعلم الآلة لفرزها.

الغطاء ، مع OpenBCI في الخلف. الصورة: أنجا أولفيلدت

علاوة على ذلك ، كما يشير فيغا ، قد يكون العمل مع BCI مكلفًا ، ويواجه تفسير EEG شكوكًا من المجتمع الأكاديمي. في معرض ، هناك حاجز إضافي يتمثل في تعليم الزائرين التحكم في الواجهة فعليًا. إنها مهارة مكتسبة ، وقد يكون من الصعب للغاية إتقانها ، أو حتى التقاط الأساسيات.

يقول ستيفان فراي من Cog Tech: "تعتبر واجهة التدريب حاجزًا كبيرًا أمام BCI يتم اعتماده للتحكم في الأجهزة المختلفة". "هذا هو نوع من إثبات الفكرة. إذا استطعنا الحصول على أشخاص ، حتى بعض الأشخاص في Exploratorium الذين لم يسبق لهم استخدام هذا من قبل ، واستخدموا مجموعة الزوار هذه لتعليمهم عن BCI ، لكنهم أظهروا أيضًا أن نموذج واجهة التدريب هذا يمكن أن يعمل على أشخاص لم يجربوه من قبل ، ثم يجعل ذلك حالة قوية حقًا يمكن استخدامها ... إذا كنت مشلولًا أو مقيدًا أو تعاني من إعاقة أكبر حيث تعتمد على BCI. "

تاريخيا ، تم استخدام BCIs في المقام الأول للبحث العلمي ، يقول فراي ، وهو أحد كبار الذين يدرسون العلوم المعرفية. ولكن مع تطور الأدوات بشكل أكثر دقة ، حيث نحصل على مزيد من المعلومات ، يمكن استخدامها لنقل المعلومات مرة أخرى إلى العلم ، وحتى من أجل المزيد من المشكلات العملية.

Karashchuk يضبط الغطاء. الصورة: أنجا أولفيلدت

من السهل أن تتخيل تطبيقات لذراع روبوت متحكم فيه. يمكن للمريض المغلق أن يؤدي مهامه بنفسه. وقد استخدمها طاقم Cog Tech للتحكم في رحلة طائرة بدون طيار. و BCI له تطبيقات محتملة في التحكم الأساسي بالكمبيوتر. لكن فيغا لديه دوافع شخصية أكثر ، أيضًا. "أريد أن أكون سايبورغ" ، كما يقول. هذا هو هدفي طويل المدى. سأعمل طوال حياتي لجعل هذا حقيقة واقعة. لا يوجد شيء يجعل قلبي ينبض أسرع من هذا الحلم المتمثل في تعزيز التكنولوجيا. هذا الحلم بالتعزيز ، وزيادة قدراتي كإنسان ، ومحاولة دفع الحدود. "يحلق فيغا رأسه للحصول على اتصال أفضل مع مخطط كهربية الدماغ. هدفه للفصل الربيعي هو تعلم قيادة الكرسي المتحرك باستخدام التكنولوجيا.

ذراع فران. الصورة: أنجا أولفيلدت

لتحقيق ذلك ، سيتطلب الكثير من تعلم الكمبيوتر. كما هو ، الذراع أساسا موجات فقط ذهابا وإيابا. قام فران ، الذي بنى الذراع ، بدمج Arduino Mega مع مكونات من ذراع bartending القديم ، وأعطاه محورًا واحدًا فقط لأن BCI كان بإمكانه التعامل فقط مع درجة واحدة من الحرية - اليسار واليمين.

يقول كيم ، "لقد كان الأمر صعباً للغاية". كان الجزء الأكثر صعوبة هو التفكير في الطريقة التي يمكن أن تتحكم في الذراع ؛ تخيل تحريك ذراعي الأيسر أو الأيمن يختلف عن تحريكه ".

ومع ذلك ، تقول كيم إنها قد تشعر بأنها تتحسن. يمكن أن يحدث التدريب لساعات أو أيام فرقًا كبيرًا في مدى فعالية الشخص في التحكم في شيء ما.

"يتعلم عقلك بالفعل توليد هذه الموجات" ، يضيف كاراشوك. وبهذه الطريقة ، يقوم BCI بتدريبنا بنفس قدر تدريبنا.


ملاحظات المحرر:

  • في سان فرانسيسكو؟ قم بزيارة المعرض في Exploratorium حتى 1 مارس.
  • كونور روسومانو من OpenBCI وضعنا في Cog Tech. اقرأ قصته عن إنشاء واجهة مفتوحة المصدر بين الكمبيوتر والعقل.
  • مشروع Berkeley Cog Tech مفتوح المصدر. إذا كنت ترغب في بنائه (أو شيء من هذا القبيل) ، فابحث عن "حركية العقل" في جيثب توماس فيغا. (ثم ​​أرسل لنا الصور!)
  • أعطت نسخة سابقة من هذه القصة الذراع بدرجتين من الحرية ، بدلاً من درجة واحدة ، وأشارت إلى تكييف سماعات الرأس OpenBCI بدلاً من لوحة OpenBCI EEG.

صور من Anja Ulfeldt.



قد تكون مهتمة

Talkin 'Trash مع جو ساندور

Talkin 'Trash مع جو ساندور


يدق من الباركود

يدق من الباركود


التشكيل الحراري الحاسوبي ، الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى؟

التشكيل الحراري الحاسوبي ، الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى؟


صانع الأضواء: ​​تيم ديجان

صانع الأضواء: ​​تيم ديجان