新的研究显示,人们可以控制机械手臂只有他们的想法
开创性的研究表明可能帮助数以百万计的残疾人
明尼苏达大学的研究人员做了一个重大突破,它允许人们来控制机械臂只使用他们的想法。这项研究有可能帮助数百万人瘫痪或神经退行性疾病。
这项研究发表在科学报告。
”这是第一次在世界上,人们可以操作机械臂到达和把握对象在一个复杂的3 d环境中只使用他们的思想没有大脑植入,”本说,他,明尼苏达大学生物医学工程教授、首席研究员的研究。“只是通过想象移动他们的手臂,他们能够移动机械臂”。
非侵入性技术,称为基于脑电图(EEG)的脑机接口,弱的电活动记录受试者的大脑通过专业高科技脑电图帽配有64个电极和将“想法”转换成行动,先进的信号处理和机器学习。
八个健康的人类被试完成实验课程研究的戴着脑电图帽。主题逐渐学会想象没有实际移动它们的移动自己的手臂控制在3 d空间机械臂。他们开始从学习控制虚拟计算机屏幕上光标,然后学会控制机械臂到达和把握对象在桌子上固定位置。最终,他们能够移动机械臂到达和把握对象在随机位置表和移动对象的三层货架从表中只考虑这些运动。
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所有八个科目可以控制机械手臂抓取物体的固定位置,平均成功率在80%以上,将对象从桌子上货架的平均成功率在70%以上。
“这是令人兴奋的主题完成了所有任务使用一个完全非侵入性技术。我们看到一个巨大的潜在研究帮助瘫痪的人或神经退行性疾病更加独立而不需要外科植入物,”他说。
研究人员说,脑机接口技术工作由于地理的运动皮质的大脑区域控制运动。当人类移动,或者考虑运动,运动皮层神经元产生微小的电流。考虑不同的运动神经元激活的新分类,使用功能性核磁共振现象经交叉验证他的先前的研究。整理这些分类使用先进的信号处理奠定了基础使用的脑机接口明尼苏达大学的研究人员,他说。
机械臂研究构建在他三年前发表的研究中,受试者能够飞一小四轴飞行器使用非侵入式脑电图技术。这项研究得到了国际媒体的关注。
“三年前,我们不确定一个更复杂的移动机械臂掌握使用这种脑机接口技术和移动对象甚至可以实现,”他说。“我们高兴地惊讶,成功率很高的工作,在一群人。”
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他预计下一步研究将进一步发展这种脑机接口技术实现人脑控制机器人假肢连接到一个人的身体或检查这项技术如何工作的人有中风或处于瘫痪状态。
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出版
孟Jet al。无创性基于脑电图的机械手臂的控制和把握的任务。科学报告,2016年12月14日在线发表。doi: 10.1038 / srep38565
