افزایش تعامل؛

رابط‌های کاربری مغز و کامپیوتر به کمک ناتوانی‌های جسمی می‌آیند

رابط‌های کاربری مغز و کامپیوتر یکی از بهترین راهکار‌ها برای افرادی است که از ناتوانی جسمی رنج می‌برند و با کمک این فناوری می‌توانند وسایل کامپیوتری و حتی اندام‌های مصنوعی خود را کنترل کنند.

کد خبر: ۸۴۲۷۵۵

پنجشنبه - ۰۴ ارديبهشت ۱۳۹۹ / April 23, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه کارنگی ملون و دانشگاه پیتسبورگ در آمریکا موفق به نوشتن الگوریتم جدیدی شده‌اند که نه تنها موجب بهبود رابط کاربری مغز و کامپیوتر می‌شود، بلکه تعامل میان آن‌ها در حین استفاده تثبیت می‌کند.

واسط مغز و کامپیوتر یا BCI مجموعه‌ای از حسگر‌ها و اجزای پردازش سیگنال است که فعالیت مغزی فرد را مستقیماً به یک سری سیگنال‌های ارتباطی یا کنترلی تبدیل می‌کند. در این سیستم، ابتدا باید امواج مغزی را با استفاده از دستگاه‌های ثبت امواج مغزی ثبت کرد که معمولاً به دلیل دقت زمانی بالا و ارزان بودن و همچنین استفاده آسان، از الکتروانسفالوگرافی یا EEG برای ثبت امواج مغزی استفاده می‌شود.

الکترود‌های EEG در سطح پوست سر قرار می‌گیرند و میدان الکتریکی حاصل از فعالیت نورون‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. در مرحله بعد این امواج بررسی شده و ویژگی‌های مورد نظر استخراج می‌شود و از روی این ویژگی‌ها می‌توان حدس زد که کاربر چه فعالیتی را در نظر دارد. از آنجا که هنوز سرعت و دقت این سیستم‌ها به حد قابل قبولی نرسیده است، هنوز به صورت تجاری وارد بازار نشده است. اما از سوی دیگر، چون این سیستم‌ها روش نوینی برای برقراری ارتباط، خصوصا برای افرادی که از نظر جسمی معلول هستند را فراهم می‌کنند، گروه‌های پژوهشی زیادی روی این سیستم‌ها کار می‌کنند و امید است که در آینده‌ای نزدیک بتوان به سامانه‌هایی با سرعت و دقت بالا دست پیدا کرد.

همانطور که گفته شد، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات استفاده از رابط مغز و کامپیوتر در آزمایش‌های بالینی عدم ثبات در ثبت سیگنال‌های عصبی است. سیگنال‌های ثبت شده توسط رابط مغز و کامپیوتر در طول زمان متفاوت است و نتیجه این تفاوت‌ها باعث می‌شود که فرد کنترل اندام مصنوعی و ابزار کامپیوتری را از دست بدهد. در نتیجه از دست دادن کنترل این سیستم، محققان باید دوباره مرحله ارزیابی دستگاه را از اول شروع کنند و ارتباط بین دستورات ذهنی کاربر و کار‌هایی که می‌خواهد انجام دهد را دوباره تنظیم کنند. در نتیجه، همیشه یک تکنسین انسانی دیگر برای کار با این سیستم درگیر خواهد بود. این امر دقیقا موضوعی است که دانشمندان کارنگی ملون و پیتسبورگ به آن پرداخته‌اند.

ویلیام بیشاپ، یکی از محققان دانشگاه کارنگی ملون، در این مورد می‌گوید: تصور کنید هر بار که می‌خواهید با گوشی‌تان کار کنید، باید به نوعی صفحه آن را کالیبره کنید تا بتوانید قسمتی از آن را که می‌خواهید لمس کنید و گوشی این لمس را پردازش کند. وضعیت فعلی رابط کاربری مغز- کامپیوتر نیز به این گونه است. کاربر این سیستم هر بار که می‌خواهد با آن کار کند باید این کار را انجام دهد. در نتیجه کار کردن با این سیستم واقعا طاقت‌فرسا و ناخوشایند است و به جای اینکه به افراد ناتوان کمک کند، بیشتر آن‌ها را خسته می‌کند.

سیگنال‌های عصبی ما همواره بی‌ثبات هستند، احتمال به این دلیل که منشاء آن‌ها نورون‌های مختلف در زمان‌های مختلف است. از همین رو، دانشمندان با نوشتن الگوریتم جدید راهی پیدا کردند تا اطلاعات مجموعه‌ای از نورون‌ها را در یک زمان خاص ثبت کنند و با این کار تصویری کلی از آنچه مغز در حال انجام است، ارائه دهند. با این کار کاربر دیگر کنترل رابط مغز و کامپیوتر را از دست نمی‌دهد و می‌تواند تعامل خود را با کامپیوتر برای مدت طولانی حفظ کند.