De gemotoriseerde Bewegingen van de Rolstoel bij de Snelheid van Gedachte

Streng de gehandicapten die een gemotoriseerde rolstoel niet kunnen in werking stellen kunnen één dag hun onafhankelijkheid krijgen, dankzij een systeem dat hen een rolstoel laat sturen gebruikend slechts hun gedachten.

In tegenstelling tot vorige gedachte-mededeling apparaten, gebruikt het systeem geen chirurgische implants. In plaats daarvan peppered een skullcap met elektrodenmonitors de elektroactiviteit van de hersenen van zijn drager. De vroege proeven die een bestuurbare robot gebruiken wijzen erop dat met enkel twee dagen die het gemakkelijk is om de robot met de menselijke mening opleiden te controleren aangezien het manueel is.

"Het is een zeer positieve stap," zegt Paul Smith, uitvoerende directeur van de Ruggegraatsvereniging van Verwondingen in Londen. De "psychologische voordelen het zou aanbieden zijn reusachtig."

De huidige opties om vrijheid van verkeer aan mensen te geven die quadriplegic zijn zijn beperkt, zegt Smith. Bijvoorbeeld, is het mogelijk om een rolstoel te sturen die een kin-in werking gestelde bedieningshendel met behulp van of door te blazen in een dunne buis. Maar beide opties kunnen uitputtend zijn - en zij zijn niet geschikt voor die met zeer beperkte beweging.

Zo is José Millán bij het Instituut van Dalle Molle voor Op waarneming gebaseerde Kunstmatige Intelligentie in Martigny, Zwitserland, samen met onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut van Technologie in Lausanne en het Centrum voor het Biomedische Onderzoek van de Techniek naar Barcelona, Spanje, met een systeem op de proppen gekomen dat verschillende geestelijke staten kan betrouwbaar erkennen.

Als allen gaat plannen, zal het het eerste mening-gecontroleerde systeem bekwaam zijn om zo ingewikkeld iets in werking te stellen zoals een rolstoel, Millán zegt.

Op het ogenblik controleert het systeem een eenvoudige robot op wielen. De gebruiker trekt elektrode-gevoerd aan skullcap, wat elektroactiviteit op de oppervlakte van het hoofd controleert. Een Web van draden verzendt de informatie naar een computer. De software van Millán analyseert dan de activiteit van de hersenen en, gebruikend een draadloze verbinding, geeft om het even welke bevelen het vlekken tot de robot door.

Op het ogenblik kan de gebruiker tussen drie verschillende bevelen kiezen: verlaten bijvoorbeeld, "draai", "draairecht" en "beweging vooruit". De software van Millán exploiteert het feit dat de wens om zich in een bepaalde richting te bewegen een uniek patroon van hersenenactiviteit zal produceren. Het kan vertellen welk bevel de gebruiker van door het veelbetekenende patroon van hersenenactiviteit te bevlekken verbonden aan dat bevel denkt.

De robot verzekeren raakt geen voorwerpen, bevat het wat ingebouwde intelligentie. Zo, wanneer de gebruiker aan één van de drie staten denkt - bijvoorbeeld, "verlaten draai" - de software vertaalt het in een aangewezen bevel voor de robot, zoals "draai verlaten bij de volgende kans".

In dit geval, staan de infrarode sensoren de robot toe om muren en voorwerpen te ontdekken en het zal veilig plod tot het het volgende draaien bereikt. En voor het geval dat de software het verkeerde bevel heeft, wijst een licht op de robot op wat het gaat doen, gevend de gebruiker tijd om het te verbeteren.

Is het skullcap-gecentreerde systeem van Millán een significante voorwaartse stap. Vijf jaar geleden, grepen de chirurgen in Atlanta, Georgië, de krantekoppen door elektroden in de hersenen te inplanteren die patiënten om toestonden te communiceren door een curseur op het computerscherm te controleren (Nieuwe de drukuitgave van de Wetenschapper, 17 Oktober 1998, p 5).

Maar de risico's verbonden aan dergelijke invasieve methodes betekenen benaderingen zoals Millán dat gebruikselektro-encefalografie (EEG), waarin oppervlaktescalp de elektroden elektroactiviteit controleren, zijn verkieslijk.

Nochtans, zijn de methodes die huidige technologie EEG gebruiken langzaam om verschillende geestelijke staten te erkennen en kunnen slechts dit doen door de alpha- golven van de hersenen te meten. Aangezien dit het sluiten van de ogen en het ontspannen impliceert, is het geen praktische optie voor mensen die een rolstoel proberen te controleren.

Zo heeft het team zijn eigen software ontworpen om de activiteit van standaard acht-elektrode EEG een serie te analyseren. Het gebruikt een neuraal netwerk dat kan worden opgeleid om complexe niet-alpha--golfpatronen en verhoudingen sneller te erkennen. Dit betekent de het systeemwerken van Millán in real time. "U kunt om het even welk patroon identificeren u denkt in een fysieke actie moet onmiddellijk worden vertaald," hij zegt.

Het team probeert nu om het aantal geestelijke staten te verhogen die zijn systeem kan erkennen. "Groter het aantal geestelijke staten u ingewikkelder het hebt wordt," Millán zegt. "Wij moeten nu het het leren algoritme verbeteren om de patronen te onderscheiden EEG."

Een ander grijs gebied, volgens Millán, is of er een daling in de kwaliteit van de signalen zal zijn EEG wanneer de gebruiker eigenlijk als voorzitter zit aangezien het zich beweegt. Het is mogelijk dat de de hersenenactiviteit van een persoon een lawaaieriger zal worden aangezien zij in hun bewegende omgeving nemen, zegt hij

Volgende artikel: De Kwesties van de Batterij van de rolstoel