Es ist ein Durchbruch für die Neuroprothetik.
Ein Team von Wissenschaftlern aus der École Polytechnique Fédérale de Lausanne EPFL in der Schweiz hat menschliche Kontrolle und KI-Robotik kombiniert, um die Bewegungen der Prothetik zu verbessern - eine Weltneuheit für diese Methode der neuronalen Prothetik.
Ihre Arbeit wurde veröffentlicht in Nature Machine Intelligence im September
Was ist Neuroprothetik?
Der formale Begriff ist neuronale Prothetik. Diese Arten von Prothesen stimulieren das Nervensystem einer Person durch elektrische Stimulation, um Mängel auszugleichen, die den allgemeinen motorischen Fähigkeiten im Wege stehen. Dies können Kognitions-, Hör-, Seh-, Kommunikations- oder sensorische Fähigkeiten sein.
Die verschiedenen Arten von Neuroprothetik einschließen Gehirn-Computer-Schnittstellen BCIs Tiefenhirnstimulation, Rückenmarkstimulatoren SCS, Blasenkontrollimplantate und Herzschrittmacher.
Diese neue Entdeckung ist ein großer Fortschritt in der Welt der Prothetik. Allein in den USA ungefähr zwei Millionen Amerikaner sind Amputierte, mit herum 185.000 Amputationen jedes Jahr durchgeführt.
Laut einem Bericht des National Limb Loss Information Center werden die meisten Amputationen durch Gefäßerkrankungen verursacht. Die Krankheit ist dafür verantwortlich. 82% von Amputationen.
Der Bedarf an Prothesen in solchen Situationen kann dem Einzelnen helfen. Wenn sich die Neuroprothetik so nahe wie möglich an ein normales menschliches Glied heranbewegen kann, würde dies die Lebensweise vieler Amputierter verändern und ihr Leben erheblich erleichtern.
Das EPFL-Team und seine Neuroprothese
Derzeit gibt es kommerzielle Prothetik auch als myoelektrische Prothetik bekannt, die sich dank Verbindungen zu den Muskelbewegungen des Benutzers bewegen kann. Die Geschicklichkeit einer Handprothese ist jedoch bei weitem nicht annähernd die einer intakten menschlichen Hand.
Die EPFL-Forscher schrieben , " Obwohl das System intuitiv ist, bietet es wenig Geschicklichkeit. Menschen verlassen myoelektrische Prothesen mit hohen Raten, auch weil sie der Meinung sind, dass das Maß an Kontrolle nicht ausreicht, um den Preis und die Komplexität dieser Geräte zu verdienen. " Also haben sie die Sache selbst in die Hand genommen.
Das Forschungsteam kombinierte Neurotechnik, Robotik und künstliche Intelligenz, um einen Teil des Motorbefehls für die „gemeinsame Steuerung“ halbautomatisch zu automatisieren.
Dann hat das Team das Design des Softwarealgorithmen Dies beinhaltete Roboterhardware, bestehend aus einer Allegro Hand, die an einem KUKA IIWA 7-Roboter montiert ist, einem OptiTrack-Kamerasystem und TEKSCAN-Drucksensoren.
Anschließend erstellte das Team ein mehrschichtiges Perzeptron MLP, um zu lernen, wie man die Absicht des Benutzers liest.
EPFL-Wissenschaftler haben erfolgreich eine neue neuroprothetische Technologie getestet, die die Robotersteuerung mit der freiwilligen Kontrolle der Benutzer kombiniert. https://t.co/wPxFMhCfbQ https://t.co/3Opk7KiXBf
- EPFL @EPFL_de 13. September 2019
Katie Zhuang , Erstautor der Studie und vom EPFL Translational Neural Engineering Lab, sagte: " Für einen Amputierten ist es tatsächlich sehr schwierig, die Muskeln auf viele, viele verschiedene Arten zusammenzuziehen, um alle Bewegungen unserer Finger zu steuern. "
Zhuang fuhr fort , "Wir setzen diese Sensoren auf ihren verbleibenden Stumpf und zeichnen sie dann auf und versuchen zu interpretieren, was die Bewegungssignale sind. Da diese Signale etwas verrauscht sein können, benötigen wir diesen Algorithmus zum maschinellen Lernen, der extrahiertsinnvolle Aktivität von diesen Muskeln und interpretiert sie in Bewegungen. Und diese Bewegungen steuern jeden Finger der Roboterhände. "
Die Kombination von KI mit Neurotechnik und Robotik ist ein neuer Ansatz, und das EPFL-Team verfügt über eine enorm fortschrittliche neuroprothetische Technologie.