Группа ученых из Стэнфордского университета (США) продемонстрировала
уникальный алгоритм для считывания сигналов человеческого мозга через
имплантированные датчики. Технология, получившая название ReFIT, показывает не
только высокую точность, но и отличную скорость работы по управлению курсором
мыши с помощью мыслей.
По результатам экспериментальных проверок точность, скорость
и естественность перемещений курсора вплотную приближаются к показателям
настоящего здорового человека. Кроме того, обеспечивается выигрыш в два раза по
сравнению с уже существующими алгоритмами. Работа над технологией ReFIT идет
уже четыре с лишним года.
Для считывания сигналов в технологии ReFIT применяется
специальный чип, вживляемый в мозг парализованного пациента. Как рассказывает
профессор Кришна Шеной (Krishna Shenoy), руководитель проекта, команды мозга
считываются целым массивом электродов, а потом отправляются в компьютер для
дальнейшей обработки. Система умеет распознавать так называемые «потенциалы
действия», а частота генерации таких потенциалов позволяет компьютеру точно
определить направление и скорость перемещений, о которых думает пациент.
Главная «изюминка» алгоритма ReFIT заключается в новом
способе декодирования сигналов, который отличается от известных моделей. Обычно
активность мозга записывается, когда субъект двигает руку или представляет себе
такое движение, а анализ данных выполняется уже после свершившегося факта.
Доктор Викаш Гилья (Vikash Gilja), еще один участник проекта, поясняет, что
нынешние модели уделяют слишком много внимания реконструкции сигналов после
записи.
Технология ReFIT предлагает возможность корректировки
установочных параметров прямо во время работы, то есть, в ходе наведения
курсора на целевые точки. Также система умеет обучаться на основании
корректирующих действий пользователя. Таким образом, точность перемещения курсора
значительно повышается по сравнению с прежними технологиями для контроля
протезов через имплантируемые датчики.
Для тестирования новой системы команда проекта использовала
группу лабораторных мартышек. Исследователи дали подопытным животным задание
навести курсор на мишень силой мысли, а потом удерживать курсор на месте в
течение половины секунды. Алгоритм ReFIT показал существенно более высокие
результаты, чем более ранние технологии, как по скорости, так и по точности.
Экспериментальные данные показывают, что траектория курсора
оказалась более прямой, а время достижения нужной точки вдвое сократилось по
сравнению с другими решениями (в частности, в качестве образца использовалась
система Velocity-KF). По скорости исполнения заданий новая система достигла
уровня в 75-85% по сравнению с настоящей рукой здорового человека.
Новый алгоритм еще на шаг приближает человечество к
настоящим киберпротезам, которые не просто заменят потерянные части тела, а
еще и расширят возможности человека. Отчет авторов о разработке и испытаниях
технологии ReFIT опубликован в очередном выпуске журнала «Nature Neuroscience»
за 18 ноября.
По материалам сайтов TG Daily и Daily Mail.
|
