رابط مغز و رایانه دست خط ذهنی معلولان را به متن تبدیل میکند

دانشمندان در حال بررسی روش‌های مختلف برای ارتباط معلولان با کمک افکار هستند. جدیدترین و سریعترین روش کشف شده دست نویس است. برای نخستین بار، پژوهشگران فعالیت مغز مرتبط با تلاش برای نوشتن حروف با دست را رمزگشایی کردند. آنها دو آرایه کوچک از الکترودها را روی مغز یک فرد معلول قرار دادند. این الکترودها اطلاعات را از ناحیه‌ای از مغز که دست‌ها و بازوها را کنترل می‌کند به یک الگوریتم منتقل می‌کند. الگوریتم، حروف را هنگام تلاش برای نوشتن آنها شناسایی و روی نمایشگر نشان می‌دهد. برای آشنایی بیشتر با این نوآوری با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

رابط مغز و رایانه دست خط ذهنی معلولان را به متن روی نمایشگر تبدیل میکند

تبدیل افکار به عمل

Krishna Shenoy، پژوهشگر مؤسسه پزشکی هاورد هیوز در دانشگاه استنفورد که با جیمی هندرسون، جراح مغز و اعصاب استنفورد همکاری داشتند، می‌گوید: «با پیشرفت بیشتر، افراد معلول می‌توانند با این نوآوری سریع‌تر تایپ کنند». Shenoy و همکارانش ۹۰ کاراکتر در هر دقیقه تایپ کردند که بیش از دو برابر رکورد پیشین تایپ کردن با رابط مغز و رایانه است. نتایج این پژوهش در مجله Nature چاپ شده است.

Jose Carmena، مهندس عصبی از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، که در این مطالعه نقشی نداشته است، می‌گوید: این فناوری و سایر موارد مشابه توانایی کمک به افراد دارای انواع معلولیت‌ها را دارد. اگرچه یافته‌ها مقدماتی است، این پیشرفت بزرگی در این زمینه است. رابط‌های مغز و رایانه فکر را به عمل تبدیل می‌کنند. این مقاله یک نمونه عالی است: رابط کاربری، فکر نوشتن را رمزگشایی و عمل را تولید می‌کند».

ارتباط ذهنی

وقتی آسیب یا بیماری توانایی حرکت را از فرد سلب می‌کند، فعالیت عصبی مغز برای راه رفتن، گرفتن یک فنجان قهوه یا گفتن یک جمله باقی می‌ماند. پژوهشگران می‌توانند با استفاده از این فعالیت به افراد فلج یا قطع عضو کمک کنند تا توانایی‌های از دست رفته را بازیابند.

این نیاز با توجه به ماهیت معلولیت متفاوت است. افرادی که توانایی استفاده از دست خود را از دست داده‌اند، هنوز هم می‌توانند از رایانه با قابلیت تشخیص گفتار و سایر نرم‌افزارها استفاده کنند. برای افرادی که در صحبت کردن مشکل دارند، دانشمندان روش‌های دیگری برای کمک در برقراری ارتباط توسعه داده‌اند.

در سال‌های اخیر، گروه Shenoy فعالیت‌های عصبی مرتبط با گفتار را رمزگشایی کرده است به امید بازتولید آن. آنها همچنین راهی برای شرکت کنندگان با حسگرهای کاشته شده طراحی کرده‌اند تا از افکار خود و تصور حرکت دست برای کنترل مکان‌نما بر روی نمایشگر استفاده کنند. با اشاره به حروف و کلیک روی آنها می‌توان حدود ۴۰ کاراکتر در دقیقه تایپ کرد، رکورد پیشین تایپ کردن با رابط مغز و رایانه (BCI).

تایپ حروف با تصور نوشتن آن

با این حال هیچ کس به دست خط توجه نکرده بود. Frank Willett، دانشمند مغز و اعصاب در گروه Shenoy، از خود پرسید آیا ممکن است با قرار دادن قلم بر روی کاغذ، سیگنال‌های مغزی برانگیخته شده را مهار کرد؟ وی می‌گوید: «ما می‌خواهیم راه‌های جدیدی برای برقراری ارتباط سریع افراد پیدا کنیم».

این گروه با مشارکت کننده‌ای که در یک آزمایش بالینی به نام BrainGate2 ثبت نام کرده است، کار می‌کند. این فرد در حال آزمایش ایمنی رابط‌های مغز و رایانه است که اطلاعات را مستقیماً از مغز به رایانه منتقل می‌کند. دو حسگر کوچک در بخشی از مغز مشارکت کننده که دست و بازو را کنترل می‌کند، قرار گرفته است. این فرد باید با تصور حرکت دست از کار افتاده‌ی خود، یک بازوی رباتیک یا یک مکان‌نما را روی نمایشگر حرکت دهد.

شرکت کننده که در زمان پژوهش ۶۵ سال داشت، از ناحیه نخاع آسیب دیده و از گردن به پایین فلج است. با استفاده از سیگنال‌هایی که حسگرها از سلول‌های عصبی ثبت می‌کنند، هنگامی که انسان تصور می‌کند در حال نوشتن است، یک الگوریتم یادگیری ماشین الگوهای مغزی مرتبط با هر حرف را تشخیص می‌دهد. با استفاده از این سامانه، شرکت کننده می‌توانست جملات را تایپ کند، با سرعتی شبیه به تایپ افراد معمولی در تلفن هوشمند.

این رابط مغز و رایانهBrain-to-Text نامیده می‌شود، چرا که هر حرف یک الگوی فعالیت بسیار متمایز ایجاد می‌کند و تشخیص آن با الگوریتم نسبتاً آسان است.

یک سامانه جدید و جامع

گروه Shenoy پیش‌بینی می‌کند تلاش برای ورود متن با دست خط بخشی از یک سامانه جامع‌تر باشد که شامل پیمایش با اشاره و کلیک کردن است، دقیقاً مانند آنچه در تلفن‌های هوشمند فعلی استفاده می‌شود و حتی تلاش برای رمزگشایی گفتار. داشتن دو یا سه حالت و جابجایی بین آنها کاری است که ما به طور طبیعی انجام می‌دهیم.

این گروه قصد دارد با مشارکت کننده‌ای که قادر به صحبت نیست، مانند یک فرد مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، یک اختلال عصبی تخریب کننده که منجر به از دست دادن حرکت و گفتار می‌شود، کار کند.

سامانه جدید می‌تواند به افرادی که از فلج ناشی از شرایط مختلف رنج می‌برند کمک کند. این موارد شامل سکته ساقه مغزی نیز می‌شود که Jean-Dominique Bauby، نویسنده کتاب لباس غواصی و پروانه از آن رنج می‌برد. او توانست با حرکات چشم و انتخاب کاراکترها این کتاب جذاب و زیبا را بنویسد. تصور کنید او می‌توانست با این رابط جدید دست‌نویس چه کاری انجام دهد.


بیشتر بخوانیم:

>> گوشی هوشمند شما به زودی قادر خواهد بود افکارتان را به متن تبدیل کند!

>> روش جدید برقراری ارتباط مبتلایان به نشانگان قفل شدگی با استفاده از یک عضله پنهان در گوش


منبع:  techxplore.com

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *