Ko te Neuroprosthetic Hou he Maatakinga Motuhake AI

Kua whakapaohotia e nga kaiputaiao o EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) i Switzerland te orokohanga o te ao tuatahi mo te whakahaere ringa robotic - he momo neuroprosthetic hou e whakakotahi ana i te mana tangata me te mahi aunoatanga (AI) mo te rereketanga o te karetao me te whakaputa i ta raatau rangahau i Mahuru 2019 i Maarama Miihini Taiao .

Ko te Neuroprosthetics (neural prosthetics) he taputapu horihori e whakaohooho ana i te punaha io na roto i te whakaohooho hiko hei utu i nga ngoikoretanga e pa ana ki nga pukenga motuka, mohio, tirohanga, whakarongo, korero, korero pukenga ranei. Ko nga tauira o te neuroprosthetics he whakauru rorohiko-roro (BCI), he whakaongaonga roro hohonu, he whakaohooho taura tuumomo (SCS), he pehanga mana ngongo, he kokiri, he kaiwhakawhiwhi i te ngakau.

Ko te uara nui o te hunga whakapiki o te ao o te ao ka nui atu i te 2.3 piriona USD i te tau 2025, e ai ki nga tatauranga mai i te purongo Akuhata 2019 na Global Market Insight. I te tau 2018, ko te uara o te maakete o te ao ka tae ki te kotahi piriona USD i runga i taua purongo ano. Tata ki te rua miriona nga Ameliká nga kaitautoko, ana neke atu i te 185,000 nga putunga kua oti i ia tau, e ai ki te National Limb Loss Information Centre. Ko te mate o te mate pukupuku puta noa i te 82 orau o nga kotinga a U.S. i runga i te purongo.

Ka whakamahia te prostesis myoelectric hei whakakapi i nga waahanga o te tinana kua tapahia ki tetahi taha o te taha o te taha whakahoahoa e whakahohehia e nga uaua o te kaiwhakamahi. E ai ki te roopu rangahau EPFL, ko nga taputapu tauhokohoko e waatea ana i tenei ra ka taea te tuku mana motuhake ki nga kaiwhakamahi, engari ko te ngoikoretanga kaore ano kia rite ki te kakama o te ringa tangata totika.

"Ko nga taputapu arumoni i te nuinga o te waa ka whakamahi i te punaha-tuhi-rua ki te whakahaere i tetahi waahanga herekore; ara, kotahi te ara sEMG mo te nekehanga tetahi mo te whakaroanga, ”i tuhia e nga kairangahau EPFL i roto i a raatau rangahau. "Ahakoa he mohio, he iti noa te rereketanga o te punaha. Ka whakarerea e nga taangata nga reipera myoelectric i te reeti nui, ko tetahi waahanga na te mea ki a ratau kaore i rahi te mana whakahaere hei utu i te utu me te uaua o enei taputapu. ”

Ki te whakatika i te raru o te koretake me nga raanei rewharewha myoelectric, i whai waahi nga kairangahau o te EPFL mo tenei rangahau tohu-a-ariu ma te whakakotahi i nga papa putaiao o te neuroengineering, te robotics, me te mohio o te hangarau ki te haangai i tetahi waahanga o te whakahau a te motuka mo te "tohatoha mana whakahaere. ”

Ko Silvestro Micera, ko te EPFL's Bertarelli Foundation Chair mo te Neuroengineering Translational, me te Ahorangi o Bioelectronics i Scuola Superiore Sant'Anna i Itari, ka kite i tenei huarahi tohaina mo te whakahaere i nga ringaringa robotic ka taea te whakapai ake i te paanga haumanu me te whakamahinga mo te whanui o nga kaupapa neuroprosthetic penei i te roro. -nga-miihini atanga (BMI) me nga ringaringa bionic.

"Ko tetahi take ka nui ake te whakamahi a nga kaimera hokohoko i nga tohu whakakotahi-whakariterite kaore i te waahanga tika na te mea ka kaha te noho wehewehe o nga kaiwhakawehe ki tetahi tuunga," i tuhia e nga kairangahau. "Mo te kapo atu, ko tenei momo mana whakahaere he pai hei aarai i te heke ohorere engari ka whakaeke i te umanga a nga kaiwhakamahi ma te aukati i te maha o nga tuunga a-ringa ka taea. Ma te whakamahi i te mana whakahaere e taea ai e nga umanga kaiwhakamahi te pupuri i te kaha. I te waahi koreutu, he mana whakahaere to te kaiwhakamahi i nga nekehanga a-ringa, ka taea hoki te hanga-i mua mo te hopu. "

I roto i tenei rangahau, i arotahi nga kairangahau EPFL ki te hoahoatanga o te hātepe papatono raupaparorohiko — ko nga taputapu robotic i tukuna e nga roopu o waho ko te Allegro Ringa kua eke ki runga i te karetao KUKA IIWA 7, he punaha kamera OptiTrack me nga taatama TEKSCAN.

I hangaia e nga kaiputaiao o te EPFL tetahi whakaahuri tauwehenga kinematic ma te hanga perceptron multilayer (MLP) ki te ako me pehea te whakamaori i te whakaaro o te kaiwhakamahi kia whakamaorihia hei nekehanga maihao i runga i te ringaringa hangai. Ko te perceptron multilayer he rauropi neural horihori tuku iho e whakamahi ana i te whakahoki. Ko te MLP he tikanga ako hohonu kei reira nga korero e anga whakamua ana ki tetahi taha, he rereke ki te huringa me te koropiko na roto i te whatunga neural horihori.

Ka whakangunguhia te algorithm e nga raraunga whakauru mai i te kaiwhakamahi e mahi ana i nga nekehanga a-ringa. Mo te wa tere whakawhiti, ko te tikanga Levenberg – Marquardt i whakamahia hei whakauru i nga pauna whatunga kaua ki te hekenga puhanga. He tere te mahinga whakangungu tauira-katoa ka iti ake i te 10 meneti mo ia kaupapa, ma te whakamahi i te algorithm mai i te tirohanga haumanu-whakamahi.

"Mo te kaitautoko, he tino uaua ki te kirimana i nga uaua i nga tini momo huarahi ki te whakahaere i nga huarahi e neke ai o tatou maihao," e kii ana a Katie Zhuang i te EPFL Translational Neural Engineering Lab, ko ia te kaituhi tuatahi o te rangahau rangahau. . "Ko ta maatau ka waiho enei kaitautoko ki runga i o raatau toenga, ka tuhia ana ka ngana ki te whakamaori he aha nga tohu o te kaupapa. Na te mea ka nui te ngangau o enei tohu, ko te mea e hiahiatia ana ko tenei miihini akoranga algorithm e tango ana i nga mahi whai kiko mai i aua uaua ka whakamaorihia hei nekehanga. Ana ko enei nekehanga hei whakahaere i ia maihao o nga ringa karetao. ”

Na te mea ko nga matapae miihini o nga nekehanga o nga maihao kaore pea i te 100 paiheneti te tika, i whakauruhia e nga Kairangahau EPFL aunoatanga robotic kia ahei ai te ringaringa hangai ana kia tiimata te kati i tetahi mea ka oti te whakapiri tuatahi. Mena kei te hiahia te kaiwhakamahi ki te tuku i tetahi mea, ko tana mahi anake ko te tarai ki te whakatuwhera i te ringa kia taea ai te whakaweto i te kaiwhakahaere robotic, ka whakahoki ano i te kaiwhakamahi ki te whakahaere i te ringaringa.

Hei ki ta Aude Billard e arahi ana i nga Huarangi Akoranga me nga Laboratory a te EPFL, ka taea e te ringa robotic te whakautu i roto i te 400 milliseconds. "Ka uru ki nga pehanga pehanga katoa i nga maihao, ka taea te urupare me te whakapumau i te mea i mua i te kitenga o te roro kei te pahekeheke te taonga," e kii ana a Billard.

Na roto i te whakamahi i te maatauranga horihori ki te neuroengineering me te karetao, kua whakaatuhia e nga kairangataiao EPFL te huarahi hou mo te whakahaere tahi i waenga i te miihini me te hiahia o te kaiwhakamahi — he ahu whakamua o te hangarau neuroprosthetic.

Copyright © 2019 Cami Rosso Kua rahuitia nga tika.