Ученые петербургского Института проблем машиноведения РАН (ИПМаш РАН) и Санкт-Петербургского государственного университета создали роботизированную инвалидную коляску, которая управляется силой мысли человека. Разработка основана на методах кибернетической нейробиологии, сообщила пресс-служба ИПМаш РАН.
«Вместе со студентами мы разработали роботизированную инвалидную коляску, которая управляется сигналами мозга напрямую. Благодаря созданным алгоритмам она точно улавливает, когда человек хочет двигаться вправо, а когда влево», — подчеркнул главный научный сотрудник лаборатории управления сложными системами ИПМаш РАН, профессор Санкт-Петербургского государственного университета Александр Фрадков.
Коляска реагирует на сигналы мозга посредством электроэнцефалографии. После этого специальные алгоритмы машинного обучения выделяют паттерны, соответствующие командам "вперед", "налево", "направо" и "стоп". Распознанные алгоритмами паттерны преобразуются в сигналы для электроприводов коляски, приводя ее в плавное и точное движение. Таким образом, программное обеспечение, основанное на данных алгоритмах, действует как "переводчик" между мозгом и механикой.
Преимущества разработки в том, что для ее осуществления не нужно имплантировать в мозг человека электроды, как в традиционных подобных разработках: в управлении коляской используются внешние датчики электроэнцефалографии, прикрепляемые к голове человека специальным головным убором. Другое преимущество: алгоритмы, которые обрабатывают активность мозга, "самонастраиваются" под особенности мозга пользователя, ускоряя свое обучение и повышая точность управления коляской. В пресс-службе института добавили, что данная технология обучается новым типам команд, расширяя свой функционал; благодаря этому технологию можно будет использовать не только для реабилитации, но и для управления разными устройствами, от умного дома до экзоскелетов, тем самым открывая новые возможности для людей с ограниченной подвижностью.
Кибернетическая нейробиология
Кибернетическая нейробиология – это новая научная область, объединяющая методы вычислительной нейробиологии и кибернетики. Она изучает процессы управления в нервной системе и мозге и исследует математические модели нейронных ансамблей, применяя подходы теории управления. Разработки в области кибернетической нейробиологии открывают новые возможности в управлении различным оборудованием – роботами, инвалидными колясками, роботизированными протезами – с помощью нейроинтерфейсов, позволяет улучшить диагностику нервных заболеваний и патологических состояний мозга и глубже понять принципы его работы. Это способствует развитию новых методов лечения и реабилитации.