رابط مغز و کامپیوتر به شرکت کنندگان مطالعه جان هاپکینز اجازه می دهد تا اشیاء هولوگرافیک را لمس و احساس کنند

پژوهشگران جانز هاپکینز به عنوان بخشی از یک مطالعه بزرگتر که به بررسی چندگانه سازی عصبی و حالت های جدید ادراک فعال شده توسط رابط مغز و رایانه (BCI) می پردازد، توانایی “احساس” اشیاء مجازی را با ادغام تحریک عصبی در یک واقعیت ترکیبی نشان داده اند.

شرکت کننده در این مطالعه، رابرت “بوز” چملوسکی – که قبلا کنترل همزمان دو تا از پیشرفته ترین اندام های مصنوعی دنیا را از طریق رابط مغز و ماشین نشان می دهد.و از سیگنال های مغزی برای تغذیه با دو اندام مصنوعی استفاده می کند – اکنون درک لمسی مجازی را نشان می دهد.

مایک ولمتس که مدیریت می کند، توضیح داد: «همه موجودات منحصراً به اندام های حسی خود متکی هستند تا اطلاعات دنیای اطراف خود را درک کنند. برنامه ای برای هوش انسان و ماشین در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز (APL) در لورل، مریلند. “BCI روش جدیدی برای درک مستقیم اطلاعات ایجاد می کند، به روش هایی که توسط حواس خاص ما محدود، فیلتر یا سازگار نیست.

“این نمایش به ما نشان می دهد که چگونه رابط های عصبی می توانند اساساً نحوه تعامل ما با فناوری و درک محیط های طبیعی و دیجیتالی خود را در آینده ای نه چندان دور تغییر دهند.”

این تحقیق بخشی از پروژه «عملیات تقویت‌شده عصبی» (NEO) است که توسط آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی برای بررسی مالتی پلکس‌های عصبی تأمین می‌شود: میزانی که مغز می‌تواند به ادراک و کنترل معمولی از طریق حواس و ماهیچه‌ها همزمان با ادراک و ادراک دست یابد. کنترل از طریق BCI آیا اپراتور می تواند از دست ها و حواس خود برای تعامل با رایانه خود استفاده کند در حالی که از مغز خود برای درک و کنترل کانال ها یا ابعاد دیگر استفاده می کند؟

“در حال حاضر ما بر روی نسخه شدید مالتی پلکس عصبی تمرکز می‌کنیم تا ببینیم آیا امکان دارد سیگنال‌های مختلفی به مناطق مشابه مغز می‌روند یا می‌آیند و همچنان می‌توانیم همه آن اطلاعات را به روشی مفید تفسیر و عمل کنیم.” لوک آزبورن از APL، محقق مهندسی اعصاب در این پروژه گفت. در اینجا به چگونگی عملکرد نواحی حسی-حرکتی مغز در واقعیت ترکیبی می‌پردازیم که تحریک عصبی بخشی از این ترکیب است.

Chmielewski، شرکت کننده در تحقیق، به ویژه برای کمک مناسب است. او در سن 17 سالگی دچار آسیب نخاعی شد که منجر به تشخیص کوادری پلژی ناقص، حفظ برخی عملکرد حرکتی و احساس در بازوها و دستانش شد. در سال 2019، او 12 ساعت تحت عمل جراحی مغز در بیمارستان جانز هاپکینز قرار گرفت تا اولین شرکت کننده در یک مطالعه با آرایه های میکروالکترود مزمن کاشته شده در هر دو نیمکره مغز باشد.

پابلو چلنیک، مدیر بخش طب فیزیکی و توانبخشی در بیمارستان جانز هاپکینز و NEO، گفت: “باز ترکیب منحصر به فردی از پیشرفته ترین ایمپلنت های عصبی را دارد و به طور قابل توجهی حس و کنترل را در دست ها و کف دست ها حفظ می کند.” محقق.

این تیم چیزی را که دوست دارد «زمین بازی Buzz» نامیده شود – با هولولنز و تبلت‌ها – جمع‌آوری کرده است که در آن وظایف و مفاهیم جدیدی را برای امتحان کردن پیشنهاد می‌کند. فرانچسکو تنور، محقق اصلی NEO APL، گفت: «ما توانستیم به سرعت این ایده‌ها را با آن اجرا و آزمایش کنیم، و در نتیجه تیم به طور منظم اکتشافات عجیبی انجام می‌دهد، و اولین نکات را نشان می‌دهد که چه راه‌های جدیدی برای ادراک می‌توان ممکن ساخت. با تحریک عصبی

اولین مورد از این حالت های جدید همان چیزی است که تیم NEO آن را “ادراک مجازی” می نامد. متیو فایفر، محقق عصب پروتز، می‌گوید: «در اینجا، به عنوان بخشی از مجموعه‌ای از مطالعات بر روی مولتی پلکس و ادراک مجازی، Buz می‌تواند در واقع اشیاء هولوگرافیک مختلف – اشیاء مجازی که از طریق هولولنز دیده و دستکاری می‌شوند – را به روش‌های مناسب لمس و احساس کند.» رهبر فنی NEO APL.

تمرکز تیم روی افزایش سطح است لمسی درک در کار خود با Buz، اما Wolmetz اشاره کرد که احتمالات احتمالا فراتر از لمس است. “فقط از نظر پارادایم های فعلی، بینایی و شنوایی تقویت شده تا حدودی قابل دسترسی هستند – همه ما می توانیم در واقعیت ترکیبی ببینیم و بشنویم. لمس چند رویکرد بسیار ناقص دارد [such as haptic gloves] که ما سعی در بهبود اساسی داریم. برای مثال، ما در حال حاضر به بو، مزه یا حس عمقی دسترسی نداریم. ورودی عصبی مستقیم می تواند همه اینها را تغییر دهد.

او ادامه داد: «نکته این است که دسترسی مستقیم به ذهن و مغز می تواند همه چیز را تغییر دهد و این فقط نوک کوه یخ است.

Chmielewski در مورد ماجراهای BCI خود در روز جمعه، 25 ژوئن، در انجمن مشترک آمریکای شمالی برای Neuromodulation و بحث خواهد کرد. کنفرانس رابط های عصبی 2021. این تیم قصد دارد یافته‌های خود را در آینده نزدیک منتشر کند.

علاوه بر NEO، APL بر روی مؤلفه‌های اصلی تحقیقات رابط عصبی کار می‌کند تا راه‌های جدیدی برای بازیابی عملکرد از دست رفته، تقویت توانایی‌های طبیعی، ادغام هوش مصنوعی و بیولوژیکی، و دسترسی فزاینده‌ای به نوروتکنولوژی به صورت غیرتهاجمی پیدا کند.

آزمایشگاه فیزیک کاربردی، یک بخش غیرانتفاعی از دانشگاه جانز هاپکینز، به چالش‌های مهم ملی از طریق کاربرد نوآورانه علم و فناوری می‌پردازد. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید www.jhuapl.edu.