Две группы исследователей EPFL поставили перед собой задачу разработать программу машинного обучения, которая подключается к человеческому мозгу и может быть использована для управления роботом. Программа позволит управлять движениями роботов на основе анализа электрических импульсов головного мозга. Такая программа может дать шанс пациентам с тетраплегией улучшить возможность самостоятельных движений.
Пациенты с тетраплегией являются фактически пленниками собственного тела, так как неспособны говорить или совершать даже небольшие движения. Ученые в течение многих лет изучают возможность помочь таким пациентам самостоятельно выполнять определенные действия. Две исследовательские группы, во главе с профессором Биллардом и профессором Хосе Милланом, создали компьютерный алгоритм, который позволяет использовать электрические импульсы головного мозга пациента для управления роботом. Фактически пациенты смогут управлять роботом только силой мысли, без сенсорных или речевых функций. Исследование, проведенное учеными, было опубликовано в журнале Communications Biology от Nature Portfolio.
Для разработки системы ученые решили использовать роботизированную руку, разработанную несколько лет назад. Роботизированная рука имеет функцию движения в различных направлениях, может перемещать объекты и обходить препятствия. Инженеры начали с создания алгоритма, который может учиться на мыслях, для улучшения механизма обхода препятствий роботом.
Таким образом, была проведена разработка алгоритма, управляющего движениями робота только мыслями пациента. Алгоритм был подключен к компактному шлему с электродами для выполнения (ЭЭГ) -мозговой активности пациента. Для использования системы пациенту необходимо только взглянуть на робота. Если робот выполняет неправильное движение, мозг пациента выдаст «сообщение об ошибке» с помощью сигнала, который даст понять роботу, что он что-то делает не так. Но для того, чтобы робот понял, что именно требует пациент, сообщение об ошибке вводится в алгоритм, и в дальнейшем происходит обучение с обратным подкреплением, чтобы выяснить, что именно хочет пациент и какие движения должен совершить робот. Такое обучение проводится на основе метода проб и ошибок, когда робот выполняет разные движения, чтобы определить, какое из них правильное. Процесс проходит достаточно быстро - роботу требуется всего 3-5 попыток, чтобы получить правильный ответ и выполнить приказ пациента. Следующим шагом ученые предполагают использование алгоритма для управления инвалидными колясками.
