(این تصویر، نخستین دست زیستی ساخته شده با حرکت مستقل انگشت‌ها است که توسط Juan Arredondo، گروهبان بازنشسته آمریکایی که در جنگ عراق حضور داشته، پوشیده شده است.)

امسال پس از بازی‌های المپیک و پارالمپیک شاهد رقابت‌های Cybathlon خواهیم بود. Cybathlon، نخستین رقابت جهانی برای ورزشکاران و افراد معلول است که با کمک ایمپلنت‌های زیستی، پروتزها و دیگر فناوری‌های توان‌افزا رقابت می‌کنند.

رقابت‌های Cybathlon شامل شش حوزه، با توجه به نوع نیاز فیزیکی رقابت کنندگان، خواهد بود. برای افرادی با دست و پای زیستی رقابت‌هایی مانند عبور از موانع با صندلی‌های چرخدار برقی و اسکلت بیرونی پوشیدنی برگزار می‌شود که شرکت کنندگان باید از موانعی مانند پلّه‌ها عبورکنند. همچنین رقابتی مانند دوچرخه‌سواری برای شرکت کنندگان فلجی که از تحریک کننده الکترونیکی ماهیچه برای حرکت پاهایشان استفاده می‌کنند و یک رقابت بر ای کسانی که توانایی حرکت بدنشان را از دست داده‌اند اما با سامانه رابط مغز و رایانه، قدرت کنترل دارند.

درست است که Cybathlon شبیه هیچ یک از قابلیت‌های ورزشی در المپیک و پارالمپیک نیست. اما این رقابت، فناوری‌های توان‌افزا و کارآمدی را نشان خواهد داد که در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی پنهان مانده‌اند و تمرکز و تلاش آنها، بهبود و ایجاد تحول در زندگی معلولان است. دانشگاه‌ ETH در زوریخ، ۸۰ تیم از کاربران، پژوهشگران و صنایع تولید فناوری را گرد هم خواهد آورد تا درباره‌ی فناوری‌هایی که مشکلات روزانه معلولان را حل می‌کند، فکر کنند.

در این رقابت‌ها تمرکز روی مشکلات عملی و روزانه معلولان است و رقابت‌ها با توجه به این مشکلات طراحی می‌شوند. برای مثال در رقابت‌های دست مصنوعی جایگاهی است که ورزشکاران باید یک قرص نان را برش دهند و یا یک فنجان قهوه بریزند و در جایی دیگر باید درحالی که یک سینی از اشیا را حمل می‌کنند از یک در عبور کنند. این‌ها فعالیت‌هایی هستند که ما هر روز انجام می‌دهیم اما برای ۱۵ میلیون معلولی که در جهان زندگی می‌کنند ممکن است سخت یا غیرممکن باشد.

ممکن است با فناوری‌هایی مانند دست زیستی آشنا باشید اما رقابت سامانه‌های رابط مغز و رایانه ممکن است باعث تعجب و شگفتی شما شود. رابط مغز و رایانه سامانه‌ای است که فعالیت‌های مغزی فرد را به یکی از چندین فرمان امکان‌پذیر برای تجهیزات متصل به فرد ترجمه می‌کند. این سامانه به افراد فلجی که توانایی‌های احساسی و شناختی آنها آسیب ندیده کمک می‌کند تا حرکت کنند و یا ارتباط برقرار کنند. چنین سیستم‌های رابطی به ندرت آزمایشگاه‌ها را ترک می‌کنند و بیشتر در تئوری و صفحات مجلّات وجود دارند. آنها شبیه افسانه‌های علمی‌ای هستند که طی چند دهه پیشرفتی نداشته‌اند.

مغز، کنترل کننده دستگاه

رابط مغز و رایانه از چندین بخش تشکیل شده است. نخستین بخش، مغز فرد است. پالس‌های الکتریکی مغز از طریق حسگرهای امواج الکتریکی مغز (EEG) که به صورت غیر تهاجمی روی جمجمه قرار می‌گیرند، شناسایی می‌شوند. این سیگنال‌ها اغلب شامل تداخل‌هایی از حرکتهای عضلانی مانند چشم‌ها هستند. پس در مرحله اول باید سیگنال‌های مفید را از نویز جدا کنیم.

سپس سیگنال‌ها در مرحله‌ای که به نام «استخراج ویژگی» شناخته می‌شود، پردازش می‌شوند. روش‌های گوناگونی برای این کار وجود دارد اما رایج ترین روش آن است که فرد تصور کند حرکتی مانند باز و بسته کردن دست را انجام می دهد. این تصور ذهنی، الگوی خاصی را در بخش حرکتی مغز به وجود می‌آورد. این الگو  یک سیگنال EEG است که براحتی قابل تشخیص است و از فعالیت‌های پس‌زمینه مغز جدا می‌شود.

سیگنال ها در مرحله استخراج ویژگی پردازش می‌شوند تا در مرحله‌ی بعد یعنی «طبقه‌بندی»، منظورهای کاربر به راحتی قابل تشخیص باشد. یک طبقه‌بندی کننده تفاوت بین الگوی سیگنال‌ها را (برای مثال تصور حرکتی دست راست و دست چپ و یا تفاوت ایجاد شده در سیگنال‌ها، هنگام فعالیت‌های مختلف مغز) تشخیص می‌دهد. یک طبقه‌بندی کننده خوب با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین این تفاوت‌ها را می‌آموزد و بیشتر منظورهای کاربر را تشخیص می‌دهد.

در رقابت‌های Cybathlon، شرکت کنندگان رابط مغز و رایانه بوسیله یک بازی ویدئویی رقابت می‌کنند. در این رقابت شرکت کنندگان باید چهار فعالیت مختلف ذهنی را انجام دهند و این فعالیت‌ها بوسیله طبقه‌بندی کننده تشخیص داده شوند. شرکت کنندگان باید جواب درست را در زمان مشخص شده اعلام کنند. بهترین سامانه، سامانه‌ای است که با بیشترین دقت و در کوتاه‌ترین زمان فعالیت ذهنی کاربر را تشخیص دهد.

ظاهر شدن سامانه‌های رابط مغز و رایانه در رقابت‌های Cybathlon یک راه‌یابی نادر این سامانه به بیرون از آزمایشگاه است. این سامانه نیاز دارد تا توسعه‌دهندگان آنرا فراتر از فعالیت‌های آزمایشگاهی گسترش دهند، قابل اطمینان‌تر باشد و توانایی غلبه بر پریشانی کاربر را داشته باشد.

سامانه‌های جاری برای کسانی که زندگیشان می‌تواند تغییرات اساسی داشته باشد، آماده نیست. اما توسعه‌های جدید در چند سال گذشته که رقابت‌های Cybathlon نیز مشوق آن است، نه تنها باعث بهبود این سامانه شده، بلکه آن‌را برای استفاده‌ی افراد بیرون از آزمایشگاه مناسب‌تر کرده است.

در همین زمینه بخوانید:

>> آماده شدن معلولان برای شرکت در نخستین المپیک سایبورگ های جهان

منبع: CNN