뇌 임플란트 없이 작동하는 최초의 로봇팔
로봇팔 제어
로봇팔을 제어하기 위해 비침습적이며 충실한 인터페이스를 사용하는 과학자들의 첫 실험이 성공을 거두었습니다. 앞으로 연구자들은 이 기술을 보다 폭넓게 사용할 수 있도록 완벽하게 만드는 것을 목표로 하고 있습니다. 로봇 팔과 다른 로봇 악기는 미래의 개발처럼 들릴지 모르지만, 수년간 주변에 있었으며 외과의와 엔지니어 모두에게 도움이 되었습니다. 그러나 팔다리를 잃은 사람들이 자유롭게 움직일 수 있는 보철 로봇 팔은 아직 일반적이지 않습니다.
미국에서 한 사람이 암 발병으로 잃은 팔을 대신하기 위해 존홉킨스 대학에서 개발한 모듈식 인공사지-로봇 팔을 받았습니다. 특정 신경종말의 경로 변경 덕분에 로봇 팔을 제어 할 수 있지만, 지금까지 이 보철은 필요로 하는 다른 사람들에게는 이용할 수 없습니다.
일리노이주 시카고 대학교의 또 다른 프로젝트는 붉은털 원숭이에서 프로토 타입 인공팔을 테스트하고 있습니다. 이 동물은 심각한 부상으로 인해 사지 절단으로 구조되어 있으며, 특별한 뇌 임플란트로 보철 사지를 제어 할 수 있습니다. 현재 펜실베니아 피츠버그에있는 카네기 멜론 대학교와 미니애폴리스에있는 미네소타 대학교의 연구원들은 처음으로 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용하여 로봇 팔을 제어했습니다.
뇌 임플란트 없이
이번 연구에서는 로봇 팔의 움직임을 조정하기 위해 침습적 절차인 뇌 임플란트(brain implant)가 필요 없는 인터페이스를 사용했습니다. 뇌 임플란트를 삽입하는 데 높은 수술기술과 정밀함 뿐만 아니라 임플란트가 비싸기 때문에 많은 비용이 필요하기 때문에 뇌와 유연한 보철물을 연결하는 충실하고 비침습적인 방법을 개발하려고 했습니다. 또한 뇌 임플란트에는 감염을 포함하여 여러 가지 건강 위험이 있습니다.
이러한 모든 측면은 로봇 보철을 받는 적은 사람들에게만 기회가 돌아가기 때문에 이 연구의 과학자들은 비침습적 기술을 개발하여 상황을 개선하려고 노력해 왔습니다. 그러나 이를 수행하는 데에는 많은 어려움이 있습니다. 특히 이전의 뇌-컴퓨터 인터페이스가 뇌의 신경 신호를 안정적으로 해독 할 수 없어 로봇 팔을 매끄럽게 실시간으로 제어 할 수 없다는 사실입니다.
연구 관계자들은 뇌 임플란트를 사용하여 마음대로 제어되는 로봇 장치에서 큰 발전이 있었으며, 의존 할 수 있는 기술의 이전 단계에 이르렀다고 설명합니다. 그러나 비침습성은 궁극적인 목표입니다. 신경 디코딩의 발전과 비침습 로봇 팔 제어의 실질적인 유용성은 비침습성 신경 로보틱스의 최종 개발에 중대한 영향을 미칩니다.
현재 프로젝트에서 교수와 팀은 특수 감지 및 기계학습기술을 사용하여 뇌와 로봇 팔 사이의 안정적인 연결을 구축했습니다. 이 팀의 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스는 신경 신호를 성공적으로 디코딩하여 사람이 처음으로 로봇 팔을 실시간으로 제어하여 화면에서 커서의 움직임을 지속적으로 부드럽게 따르도록 지시했습니다.
연구팀 들은 더 많은 양의 사용자 교육과 개선된 신경 신호 번역 방법을 포함한 그들의 접근 방식이 뇌-컴퓨터 인터페이스 학습을 약 60% 향상 시켰음을 보여 주었습니다. 또한 로봇 팔의 커서 추적을 500% 이상 개선했습니다.
지금까지 각각 최대 10개의 세션에 참여한 68명의 능력 있는 참가자들의 협력으로 혁신적인 기술을 테스트했습니다. 이 예비 시험의 성공으로 과학자들은 이 기술을 필요로 하는 개인에게 이 기술을 가져올 수 있기를 희망하고 있습니다.
연구팀들은 비 침습적 신호를 사용하는 기술적인 문제에도 불구하고, 이 안전하고 경제적인 기술의 혜택을 누릴 수 있는 사람들에게 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 이 연구는 비 침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스에서 중요한 단계를 나타냅니다. 이 기술은 언젠가는 스마트 폰과 같은 모든 사람을 돕는 광범위한 보조기술이 될 수 있습니다.
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