جهش چین در رابط مغز و رایانه؛ کنترل ربات‌ها تنها با فکر

پژوهشگران آکادمی علوم چین در تازه‌ترین گزارش خود از موفقیت یک رابط مغز و رایانه کاملاً کاشتنی و بی‌سیم خبر داده‌اند که امکان کنترل پایدار چندین سامانه رباتیک را برای یک بیمار فلج فراهم کرده است.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، این دانشمندان اعلام کردند که یک مرد مبتلا به فلج کامل توانسته است تنها با استفاده از سیگنال‌های مغزی، ربات‌ها و ابزارهای دیجیتال را در دنیای واقعی کنترل کند.

این پروژه که از سوی Centre for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology هدایت می‌شود، نشان می‌دهد که چین از مرحله آزمایش‌های محدود آزمایشگاهی عبور کرده و به استفاده عملی و روزمره از این فناوری رسیده است؛ دستاوردی که چین را در حوزه رابط مغز و رایانه جلوتر از پروژه‌های اولیه غربی قرار می‌دهد.

دانشمندان در تاریخ ۱۷ دسامبر اعلام کردند که مردی با آسیب شدید نخاعی می‌تواند از طریق سیگنال‌های مغزی خود، ویلچر هوشمند، سگ‌های رباتیک و دستگاه‌های دیجیتال را کنترل کند. این دستاورد برای نخستین‌بار، امکان کنترل پایدار و قابل‌ اعتماد چند سامانه رباتیک مختلف را در شرایط واقعی فراهم کرده است و یک نقطه عطف مهم در تاریخ پژوهش‌های رابط مغز و رایانه به حساب می‌آید.

این بیمار که با نام ژانگ معرفی شده است، در سال ۲۰۲۲ پس از یک سقوط شدید، دچار آسیب نخاعی در سطح بالا شد. این حادثه، توانایی حرکت ارادی بدن او را به ناحیه سر و گردن محدود کرد و او را با فلج شدید مواجه ساخت. درمان‌های توان‌بخشی رایج، پس از یک سال نتوانستند بهبود قابل‌ توجهی ایجاد کنند و همین موضوع او را به شرکت در کارآزمایی بالینی رابط مغز و رایانه سوق داد.

بخوانید: کنترل ربات‌های انسان نما با اپل ویژن پرو انویدیا

جراحان در تاریخ ۲۰ ژوئن، یک رابط مغز و رایانه تهاجمی و بی‌سیم با نام WRS01 را در بیمارستان هواشان شانگهای، وابسته به دانشگاه فودان در مغز او کاشتند. این سامانه از حسگرهای بسیار کوچکی تشکیل شده است که از طریق الکترودهای انعطاف‌پذیر در نواحی مشخصی از مغز قرار می‌گیرند و سیگنال‌های عصبی را ثبت می‌کنند. یک تراشه پردازشی نیز در یک شیار کوچک در جمجمه جای داده شده است تا داده‌ها را پردازش و ارسال کند.

پس از انجام جراحی، بیمار یک کلاه خارجی ویژه را مورد استفاده قرار داد، که انرژی بی‌سیم را برای سامانه فراهم می‌کند و هم‌زمان سیگنال‌های مغزی را دریافت و منتقل می‌کند. پژوهشگران اعلام کردند که آقای ژانگ، تنها پس از دو تا سه هفته آموزش توانست نشانگر رایانه و دیگر ابزارهای دیجیتال را صرفاً با فکر کردن کنترل کند.

یکی از مهم‌ترین جنبه‌های این پروژه، بازگشت بیمار به فعالیت شغلی است. آقای ژانگ با استفاده از یک نشانگر کنترل‌شده با مغز، فرایند تحویل و توزیع محصولات در دستگاه‌های فروش خودکار از راه دور را بررسی و تأیید می‌کند. به این ترتیب، او به نخستین شرکت‌کننده شناخته‌شده در کارآزمایی‌های رابط مغز و رایانه تبدیل شده است که یک شغل دارای دستمزد را انجام می‌دهد.

او در اظهاراتی که تیم پژوهشی منتشر کرده، توضیح داده است که هر روز با استفاده از رایانه، نشانگر را کنترل و محصولات را دسته‌بندی می‌کند. او تأکید کرده است که این کار آسان نیست، اما فرصتی ارزشمند برای بازگشت به زندگی حرفه‌ای محسوب می‌شود.

پژوهشگران علاوه بر کاربردهای دیجیتال، کنترل مغزی را به محیط فیزیکی نیز گسترش داده‌اند. اکنون آقای ژانگ می‌تواند یک ویلچر هوشمند را هدایت کند و به سگ‌های رباتیک فرمان بدهد. این سگ‌های رباتیک قادر هستند اقلام مختلف، از جمله غذای بیرون‌بر را جابه‌جا کنند و ویلچر هوشمند نیز امکان حرکت در فضای باز و حتی پایین رفتن از پله‌ها را بدون کمک دیگران فراهم کرده است.

بخوانید: مدل هوش مصنوعی Magma مایکروسافت برای کنترل و هدایت ربات‌ها رونمایی شد

این پیشرفت از نظر مفهومی با ایده «تله‌پاتی» مطرح‌شده در شرکت Neuralink شباهت دارد؛ پروژه‌ای که به رهبری ایلان ماسک دنبال می‌شود. با وجود این، تفاوت اصلی در مرحله توسعه و کاربرد است. در حالی که آزمایش‌های Neuralink همچنان بر تعاملات ساده مانند بازی‌ها یا وظایف ابتدایی تمرکز دارند، سامانه چینی توانسته است به مرحله استفاده روزمره و کاربردهای عملی در زندگی واقعی برسد.

کارشناسان تأکید می‌کنند که تبدیل فکر به عمل، تنها به کاشت الکترود در مغز محدود نمی‌شود. این فرایند به ارتباط بی‌سیم پرسرعت، رمزگشایی دقیق سیگنال‌های مغزی با کمک الگوریتم‌های پیشرفته و سامانه‌های رباتیک هوشمند نیاز دارد. چین با تکیه بر زیرساخت‌های ارتباطی پیشرفته، شبکه‌های 5G و 6G در حال توسعه، تولید نیمه‌هادی و ربات‌های هوشمند، یک زیست‌بوم یکپارچه برای پیشبرد این فناوری ایجاد کرده است.

پو مومینگ، عضو Chinese Academy of Sciences و مدیر علمی CEBSIT در گفت‌وگو با تلویزیون دولتی چین اعلام کرده است که نتایج این مطالعه، ایمنی و پایداری بلندمدت الکترودهای کاشتنی و فرایند رمزگشایی سیگنال‌ها را تأیید می‌کند. به گفته او، این دو عامل، پیش‌شرط‌های اساسی برای استفاده پزشکی گسترده از رابط مغز و رایانه تهاجمی هستند.

یکی از پیشرفت‌های فنی کلیدی این پروژه، کاهش تأخیر زمانی است. انتقال طبیعی سیگنال‌های عصبی در بدن انسان حدود ۲۰۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشد، اما تیم پژوهشی با بهینه‌سازی پروتکل ارتباطی، تأخیر کامل از ثبت سیگنال مغزی تا اجرای حرکت ربات را به کمتر از ۱۰۰ میلی‌ثانیه رسانده است. این کاهش تأخیر، کنترل روان‌تر و طبیعی‌تری را برای کاربر ایجاد می‌کند.

پیشنهادی: توسعه ربات‌های کنترل از راه دور برای مراقبت از سالمندان

همچنین پژوهشگران مشاهده کرده‌اند که با تمرین مداوم، فعالیت مغزی بیمار کارآمدتر شده است. در این فرایند، کنترل از تعداد زیادی نورون به یک گروه کوچک و تخصصی منتقل شده و تلاش ذهنی کاهش یافته است. این تغییر باعث شده است که انجام حرکات برای کاربر، حسی شهودی‌تر و طبیعی‌تر داشته باشد.

بر اساس این نتایج، تیم پژوهشی از توسعه نسخه ارتقایافته‌ای با نام WRS02 خبر داده است که از ۲۵۶ کانال استفاده می‌کند. نخستین کارآزمایی بالینی رابط مغز و رایانه به‌زودی آغاز می‌شود و می‌تواند مسیر را برای کاربردهای گسترده‌تر، از جمله رمزگشایی مستقیم گفتار از سیگنال‌های مغزی هموار کند؛ گامی که در صورت موفقیت، چشم‌انداز تازه‌ای را برای توان‌بخشی بیماران و تعامل انسان با ماشین رقم خواهد زد.