Появление новых современных датчиков, выполненных на основе инновационного материала, коим является графен, привело к новым разработкам управления роботами. В частности, разработан интерфейс, посредством которого осуществляется управление робототехникой силой мысли человека. Развитие технологий в этом направлении обещает серьёзные продвижения не только в области здравоохранения, но также в других областях.
Интерфейс мозг-машина систем управления роботами
Новый интерфейс мозг-машина открывает новые возможности человека — управление роботизированным устройством посредством мозговой силы мысли. Фактически имеет место интерфейс, не требующий помощи рук или голоса человека, наделённый потенциалом для всестороннего применения в робототехнике.
Новый интерфейс-мозг содержит три рабочих модуля:
- внешний сенсорный блок,
- сенсорный интерфейс,
- блок обработки нейронных сигналов.
Наиболее значимым здесь считается сенсорный интерфейс. Этим блоком обнаруживается электрическая активность, создаваемая внешним слоем мозга человека, а также корой головного мозга, контролирующей процессы высокого уровня, в том числе двигательную функцию.
Зрительная кора головного мозга человека получает и обрабатывает информацию, воспринимаемую глазами. Эта часть системы является ключевой для нового интерфейса, основанного на зрительных стимулах. Зрительная кора располагается в задней части мозга, точнее — в затылочной области головы.
Волны, генерируемые мозгом человека, регистрируются с помощью имплантируемых или носимых датчиков, представляющих электроды электроэнцефалографии. Здесь есть проблема использования электродов ЭЭГ, а также других неинвазивных биосенсоров, учитывая покрытие волосяным покровом затылочной части головы.
Датчики работают на проводящем геле, который наносится на кожный покров головы и волосы. Однако в этом варианте датчики могут двигаться в процессе движения человека. В качестве альтернативы предлагается использовать сухие датчики, но тут тоже есть проблемы. В частности, фактор проводимости тока ниже, чем показывают влажные сенсоры.
Решение проблем интерфейса в процессе теста
Между тем, разработчикам системы удалось снять все проблемы внедрением сухого биосенсора, выполненного из графена. Графеновая гексагональная решётка тоньше человеческого волоса в тысячу раз. При этом степень прочности выше стали в 200 раз.
Специалисты считают графен оптимальным материалом для создания сухих биосенсоров, учитывая тончайшую структуру и высокую электропроводность. Материал, кроме всего прочего, устойчив влиянию коррозии и воздействию пота. Соответственно, это идеальный вариант для наголовника-сенсора.
Датчики с шестигранным чувствительным элементом размещаются на затылке головы человека с целью обнаружения мозговых волн зрительной коры. Дополнительно используется система дополненной реальности, отображающие квадраты белой расцветки. Когда человек концентрирует внимание на определённом квадрате белой расцветки, формируются мозговые волны, которые воспринимаются биосенсором.
На следующем этапе включается в работу декодер, преобразующий сигнал головного мозга в команду. Разработчики утверждают: технология обеспечивает формирование не менее девяти команд за время — две секунды. Первые испытания провели с военными армии Австралии, которые силой мысли пытались управлять популярной роботизированной системой — собакой. Как утверждается: робот успешно управлялся без помощи рук, а точность исполнения команд составила 94%.
Однако, несмотря на вполне удачные испытания, оказалось, что необходимы дальнейшие исследования и тесты. Как выясняется оптимальный баланс между общей доступной площадью графена, присутствием на голове волос и способностью поддерживать контакт датчика с кожей головы, пока что не достигнут. Тем не менее, грядёт многообещающий шаг в развитии технологии, несущей большую пользу людям.
При помощи информации: UTS
Публикация Интерфейс мозг-машина проверили на робо-собаке впервые появилась на ZM.