Blackrock Neurotech یک شرکت پزشکی واقع در Salt Lake City است که طیفی از رابط‌های مغز-رایانه را در دست طراحی دارد. این شرکت قراردادی با یک موسسه پژوهشی برای ساخت رابط کاربردی مغز و رایانه(BCI) نوشته است. انتظار می‌رود این همکاری برای بیمارانی که باید از این فناوری در خانه استفاده کنند،مفید باشد. در ادامه این مقاله از مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی به مرور مصاحبه‌ای با مدیر عامل Neurotech به عنوان نخستین شرکت ارائه دهنده BCIتجاری خواهیم پرداخت.
رابط‌های مغزورایانه با سخت افزار حجیم و کند همراه هستند. بنابراین افراد علاقمند به آزمایش این فناوری باید به موسسات پژوهشی مراجعه کنند. بنابراین جغرافیای محل زندگی در دسترسی به این وسایل تاثیر مستقیم دارد. سامانه جدیدی که شرکت روی آن تمرکز دارد به طیف وسیع‌تری از کاربران اجازه دسترسی به آن را خواهد داد. هدف هموار کردن مسیر برای روزی است که این سامانه‌ها برای افراد دارای ناتوانی جسمی کاملا در دسترس است.
در ادامه مصاحبه‌ای از دکتر Florian Solzbacher مدیر عامل و یکی از موسسین Neurotech و صاحب کرسی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه Utah را دنبال خواهیم کرد. این مصاحبه توسط Conn Hastings از Lexicotrends انجام شده است.
لطفا کمی در مورد فناوری BCI و وضعیت کنونی آن توضیح دهید.
رابط کاربری مغز-رایانه یا BCI دستگاهی است که با اندازه‌گیری سیگنال مغز انسان به منظور هدایت دستگاه‌های خارجی مانند رایانه یا پروتز به کمک فکر ساخته می‌شود. BCI گاهی سیگنالی را برای انتقال اطلاعات به مغز ارسال می‌کند. این اطلاعات به منظور برانگیخته کردن احساس لامسه، شنوایی،بینایی و … به کار می‌روند. راهی برای طبقه‌بندی BCI تقسیم کردن آن به دستگاه پزشکی(برای بازیابی فعالیت از دست رفته بدن) یک غیر پزشکی(تجاری یا مصرفی) است.
همچنین می‌توان BCI را به دسته‌های قابل کاشت و غیرقابل کاشت تقسیم کرد. دستگاه‌ها قابل کاشت تا کنون تنها کاربری پزشکی داشته‌اند. در عین حال بازده بالایی دارند که به دلیل رزولوشن و محتوای غنی اطلاعات به دست آمده از آن است. دستگاه‌های قابل کاشت با رصد اکشن پتانسیل(Action Potential) و رصد میدان‌های موضعی کار می‌کنند. دستگاه‌های خارجی غیرقابل کاشت فناوری EEG را به کار می‌گیرد. بنابراین سیگنال‌هایی را ثبت می‌کنند که میانگین میلیون‌ها سیگنال دریافتی از فاصله دور از نورون‌ها است. طبیعتا اطلاعات کمتری از سیگنال EEG استخراج می‌شود.
سامانه‌های BCI از دستگاه‌های الکترونیکی مینیاتور، نرم افزار و سخت افزار یادگیری ماشین استفاده می‌کنند. به این شکل ترجمه سیگنال مغز به دستورات خاص برای کنترل یک دستگاه خارجی (مانند موس یا بازوی رباتیک) ممکن می‌شود.
سامانه BCI متعلق به Blackrock در دوره پژوهشی خود توانست کارایی حرکتی و حسی و ارتباطی از دست رفته در بیماران با طیف وسیعی از ناهنجاری‌را بازیابی کند. ناهنجاری‌های عصبی و آسیب مانند سکته، بی حسی بدن، ALS، معلولیت و نقص عضو از این جمله هستند. این سامانه اینک در حال طراحی و توسعه برای نابینایان، ناشنوایان و بیماران دارای سایر ناتوانی هاست.
این سامانه تا نوامبر ۲۰۲۲ تنها در دسترس بیمارانی بوده است که در پژوهش با Blackrock همکاری می‌کردند. اما عقیده Blackrock این است که BCI شرکت برای تجاری سازی آماده است. شرکت در حال برنامه ریزی برای کسب گواهی FDA برای محصول MoveAgain است. MoveAgain نخستین BCI ثبت شده برای ارزیابی FDA تا سال ۲۰۲۲ است.
موانع ساخت و توسعه یک BCI قابل حمل تا امروز(جولای ۲۰۲۲) چه بوده است؟
موانع فنی که توسعه سامانه‌های قابل حمل را مشکل می‌سازد. به عنوان نمونه سامانه‌های BCI باید مقادیر عظیم داده را ثبت و پردازش کنند. این امر به معنای نیاز به قدرت پردازش بالا، مصرف بالای انرژی و تولید گرمای زیاد است. همه این موارد موانعی برای یک دستگاه قابل حمل هستند.
برای ساخت یک دستگاه قابل حمل مناسب از یک جهت باید به سخت افزار آن توجه کرد. ساخت میکرومدارهای کم مصرف و جدید لازم است که برای تحلیل داده‌های عصبی انرژی زیادی مصرف نکنند. از جهت دیگر باید به نرم‌افزار آن توجه کرد. این نرم افزار باید یک الگوریتم بهینه داشته باشد.
افزون بر این مشکلات تکنیکی، چالش‌هایی نیز برای تجاری سازی این فناوری جدید هست. نخستین چالش داشتن درکی عمیق از مخاطبین، نیازهای بازار و توانایی‌های فناوری است. همچنین باید راهی ایجاد کرد که کاربران به محصول دسترسی داشته باشند. باید درکی از نحوه کسب بودجه بالای کار داشت. این بودجه صرف توسعه نرم افزاری و سخت افزاری محصول، ایجاد بازار و … می‌شود.
Blackrock در راس این چالش‌ها است و در حال رشد برای ساختن نخستین BCI تجاری است.
چه چالش هایی برای ساخت یک فناوری قابل حمل پیش بینی می کنید؟ آیا این فناوری نیازمند کوچک کردن تجهیزات کنونی است؟
بزرگ‌ترین چالش توازن عمر باتری و بازده محاسباتی، اتلاف گرمایی و مصرف انرژی است. دقیقا مثل اجزای رایانه‌های رومیزی و قابل حمل اما در مقیاس بزرگ‌تر و پیچیده‌تر.
به بیانی بسیاری از اجزای موجود در MoveAgain هم اینک نیز اندازه مناسب یک سامانه قابل حمل را دارد( به عنوان مثال سامانه چسبیده به یک ویلچر الکتریکی) اما نیازمند تجدید طراحی و توسعه با زمان هستند.
در نهایت ساخت یک فناوری با کیفیت برای کاربر مهم‌ترین جنبه سامانه قابل حمل است. چگونه بیماران با یک دستگاه خارج از آزمایشگاه تعامل خواهند داشت؟ پس از مشورت با کسانی که از BCI شرکت Blackrockاستفاده کردند، شرکت برای ساخت یک سامانه کاربردوست دست به کار شد. سامانه‌ای که بیماران و درمانگران به سادگی از آن استفاده کنند.
آیا تنها امکان برهم‌کنش و استفاده از سامانه های نزدیک به BCI وجود دارد؟ یا سامانه های دورتر نیز با این دستگاه هدایت می شود؟
سامانه قابل حمل به کاربران اجازه برهم‌کنش با سامانه‌های دور و نزدیک متصل به BCI را خواهد داد.
برای اتصال یک رایانه به سامانه BCI کاربر باید اتصال به سامانه را برقرار کند، همچنین باید اتصال به رایانه دستگاه را نیز برقرار نماید. درست مانند متصل کردن هدست بلوتوث به یک رایانه. زمانیکه به یک رایانه متصل شدید، امکان انجام هر فعالیتی که دوست داشته باشید را با آن دستگاه دارید. این امر در مورد اتصال به رایانه‌های دورتر با یک Romote Desktop هم صادق است.
آیا دستگاه قابل حمل به یک تکنیسین یا کارمند کلینیکی برای کمک به کاربر نیاز دارد؟ یا فردی که از کاربر مراقبت می‌کند نیز قادر به کمک خواهد بود؟
طراحی MoveAgain به گونه‌ای است که پس از نصب و برنامه ریزی کاملا توسط کاربر قابل کنترل است. درست مشابه سایر دستگاه‌های پزشکی که در مغز کاشته می‌شود. توقع داریم پس از کاشت کاربر با متخصص مغز و اعصاب و کاردرمانگر همکاری کند تا کارکرد مغز و تنظیمات دستگاه مشخص شود. پس از آن توقع داریم MoveAgainمستقل از کلینیک بدون دخالت فنی کار کند. در عین حال طراحی فنی دستگاه و پشتیبانی مشتریان طوری انجام شده است که در صورت اینکه کاربران به مشکلی برخورد کنند، کمک لازم در دسترس آنان باشد.
فکر می کنید این پژوهش مسیر را برای استفاده از BCI در هر کجا توسط کاربر باز می کند؟ آیا هدف نهایی چنین سامانه هایی همین دستگاه کنونی است؟
دید ما در مورد این فناوری این است که باید در دسترس بیماران نیازمند به آن باشد. همین طور این دستگاه مشکل بازیابی حرکت، افزایش استقلال و بهبود کیفیت زندگی( از جمله بازگشت سر کار) را به طور محسوس حل می‌کند.
ساخت سامانه‌ای خانگی مسلما حرکتی در این جهت است. اینکه آن چه در آزمایشگاه محقق می‌شود را به دنیای بیماران وارد کنیم.
گام بعدی برای فناوری BCI چیست؟ فکر می کنید یک سامانه تجاری می به زودی در دسترس خواهد بود؟
انتظار داریم نخستین بستر تجاری، MoveAgain، در سال ۲۰۲۲ به FDA ارائه شود.
کوچک کردن اندازه این فناوری، بهینه سازی الگوریتم، بهبود کارایی برای مواردی مانند تشویش و مدیریت درد همچنان ادامه خواهد داشت. جراحی با این سامانه‌ها میزان کمتری تهاجم خواهد داشت و در عین حال پربازده و خودکار می‌شود. در آینده شاهد استفاده مراکز پزشکی بیشتری از این دستگاه همراه با بیمه سلامت و استانداردهای بازپرداخت وجه خواهیم بود. همه این مراحل به هدف اصلی مربوط است ما که استفاده از این فناوری در خانه و زندگی روزمره، به جای ازمایشگاه، است.
آشنایی با مزایا و معایب عضلات مصنوعی پنوماتیک رباتیک
رباتیک کمکی پوشیدنی: چالش های فعلی و مسیرهای آینده (بخش دوم)
منبع: Lexicontrends
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
