Приближая
тот момент, когда люди с ограниченной подвижностью будут управлять
роботизированными протезами так же легко, как могли бы справляться с
собственными конечностями, исследователи экспериментируют на обезьянах.
Это
далеко не первый случай, когда обезьяна с имплантированными в мозг датчиками
смогла управлять машиной с помощью нервных импульсов (об одном из таких
экспериментов мы писали в заметке «Силой мысли: Обезьяна управляет роботом»).
Но данный манипулятор с семью степенями свободы, пожалуй, самая сложная
система, которую удавалось контролировать мозгу животного.
Исследователи уже
давно работают над осуществлением непосредственного взаимодействия мозга и
электронно-механических устройств. Есть надежда, что однажды парализованные
люди смогут управлять высокотехнологичными протезами так же легко и
естественно, как справлялись бы с собственным телом. Эксперименты в этой
области демонстрируют все более сложные устройства, управляемые мозгом людей и
животных.
Исследователи из
Питтсбургского университета во главе с доктором Эндрю Шварцем (Andrew Schwartz)
показали беспрецедентную сложность манипуляций и уровень контроля, доступные
животному. При этом обезьяна управляет роботизированной рукой так же, как она
использовала бы свою собственную.
Обезьяна (в правой
части экрана) нажимает правой рукой на кнопку, в результате чего манипулятор с
маркировкой DENSO (в левой части экрана) размещает черный цилиндр в
произвольной точке пространства.
Левая рука
обезьяны осторожно зафиксирована внутри пластиковой трубы. Однако эту руку
животному заменяет манипулятор, с помощью которого обезьяна может касаться
черного цилиндра, после чего ей достается «приз» в виде вкусного питья,
поступающего через соломинку. Животное знает, что его старания будут
вознаграждены, и заранее тянется к трубочке с питьем. После этого программа
робота сбрасывается, и обезьяне приходится снова нажимать кнопку и использовать
манипулятор, чтобы прикоснуться к цилиндру и получить питье.
Хотя на видео
этого не показано, животное может не только касаться цилиндра, но и осторожно
вращать его, используя механическое запястье. Два года назад д-р Шварц и его
коллеги научили макаку управлять простой механической рукой с 4-мя степенями
свободы. Теперь манипулятор стал гораздо более подвижным и маневренным, лучше
имитируя естественную конечность.
Сигналы для
управления искусственной рукой поступают от двух имплантатов в тех частях
первичной моторной коры головного мозга, которые ответственны за движения рукой
и кистью. Имплантаты отслеживают импульсы нейронов, и передают данные на компьютер,
который переводит сигналы мозга в управляющие команды для манипулятора
