Beültetést sem igényel az új agy-számítógép interfész, amivel robotkart irányítanak

A Kaliforniai Egyetem (UCLA) mérnökei létrehoztak egy hordozható, nem invazív, vagyis műtéti beavatkozást nem igénylő agy-számítógép interfészt (BCI-t), amely mesterséges intelligenciát használ „másodpilótaként” a felhasználói szándék értelmezésére, lehetővé téve egy robotkar vagy a kurzor irányítását.

Az interfész új szintet mutat a nem invazív agy-számítógép interfész rendszerek teljesítményében. Ez olyan technológiákhoz vezethet, amelyek segítik a korlátozott fizikai képességekkel élő embereket abban, hogy könnyebben és pontosabban kezeljenek és mozgassanak tárgyakat – állapítják meg a tudósok a Nature Machine Intelligence-ben közölt tanulmányban.

A csapat egyedi algoritmusokat fejlesztett ki az elektroenkefalográfia (EEG) jelek dekódolására, hogy mozgási szándékot tükröző jeleket nyerjenek ki belőlük. A dekódolt jeleket egy kamerás AI-platformmal párosították, amely valós időben értelmezi a felhasználó szándékát. A rendszer így jóval gyorsabban segíti a feladatok elvégzését, mint AI nélkül.

„Azzal, hogy mesterséges intelligenciát kapcsolunk az agy-számítógép interfészekhez, sokkal kevésbé kockázatos és kevésbé invazív utakat keresünk” – magyarázta közleményben a tanulmány vezetője, Jonathan Kao. Az UCLA docense szerint a végcél olyan AI-BCI rendszerek fejlesztése, amelyek megosztott autonómiát kínálnak, így a mozgászavarral, például bénulással vagy ALS-sel küzdők „legalább részben visszanyerhessék a mindennapi feladatokhoz szükséges önállóságot”.

A sebészeti úton beültetett, fejlettebb BCI-eszközök ugyan képesek parancsokká alakítani az agyi jeleket, de az előnyeikkel szemben ott tornyosulnak az idegsebészeti beültetés kockázatai és költségei. Két évtizeddel az első bemutatásuk után az ilyen eszközök még mindig csak kis létszámú klinikai kísérletekben érhetőek el, miközben a hordozható és más külső BCI-k alacsonyabb teljesítményt mutattak az agyi jelek megbízható felismerésében.

A kutatók ezt a hiányosságot akarták áthidalni, amikor négy résztvevővel (három egészséges emberrel és egy deréktól lefelé bénult személlyel) tesztelték az új, nem invazív, AI-támogatott BCI-t.

A résztvevők EEG-fejpántot viseltek, a kutatók pedig egyedi dekódoló algoritmusokkal alakították át az agyi jeleket számítógép kurzor vagy robotkar mozgásává. Ezzel egy időben egy kamerás AI-rendszer figyelte a dekódolt mozgásokat, és két feladat elvégzésében segítette a résztvevőket.

Az első feladatban a kurzort nyolc célpontra kellett eljuttatni a képernyőn, és mindegyiket legalább fél másodpercig ott kellett tartani. A második kihívásban a robotkarral négy kockát kellett áthelyezni az asztalon, egy-egy kijelölt pozícióba.

Mint kiderült, AI segítségével minden résztvevő lényegesen gyorsabban teljesítette a feladatokat: a lebénult résztvevő körülbelül 6,5 perc alatt végzett a robotkarral, míg AI nélkül egyáltalán nem tudta teljesíteni a feladatot.

A forradalmi BCI megfejtette azokat az elektromos agyi jeleket, amelyek a résztvevők szándékolt cselekedeteit kódolták. Különleges újítás, hogy a számítógépes látással működő, egyedi AI nem a szemmozgást figyelte, hanem a felhasználói szándékot értelmezte, és így irányította a kurzort vagy mozgatta a kockákat.

„A következő lépés az AI-BCI rendszerekben az lehet, hogy fejlettebb másodpilótákat dolgozunk ki” – summázta Johannes Lee, a tanulmány társszerzője. „Nagyobb mennyiségű adat bevonása segíthet abban, hogy az AI összetettebb feladatokban is együttműködjön, valamint javíthatja az EEG-dekódolás pontosságát.”

Gábor János, NEW technology