Abe bevæger robot-arm med tankerne
VIDEO: Alene ved tankens kraft bevæger aben robot-armen og mader sig selv. Teknologien kan blive nyttig for mennesker som har behov for proteser.

 

Videoen viser en makak-abe, som putter skum-fiduser i munden, men aben bruger ikke sine egne arme.

I stedet må den styre robot-armen ved hjælp af et hjerne/maskine-interface for at få godbidderne i sig. Skum-fiduserne holdes op foran aben på forskellige steder.

Armen er fremstillet sådan, at den bevæger sig på en realistisk måde med flere skulderbevægelser, en albue, som kun bevæger sig i én retning, og en enkel gribetang, som simulerer en hånd, skriver Nature.

 

Elektroder i hjernen

Men hvordan fungerer det egentlig? Armen styres via et netværk af små elektroder, som er implanteret i den motoriske hjernebark på aben. De har en bredde, som svarer til et menneskehår.

 

Den primære motoriske hjernebark er den del af hjernen, som kontrollerer bevægelser. Denne region har tusindvis af hjerneceller, som affyrer signaler for at kontrollere selv de mindste bevægelser.

På grund af det store antal af nerveceller er det ikke muligt at indsætte elektroder, som lytter til samtlige celler. Forskerne har derfor lavet en algoritme, som anvender begrænset information fra omkring 100 neuroner til at udfylde de manglende signaler.

Når elektroderne så opfanger signaler fra hjerneceller, som sender kommandoer om bevægelse, bliver de oversat til retningssignaler for robot-armen.

 

Træning

Forskerne trænede først aben i at bruge et joystick til at kontrollere armen. Siden blev abens arme holdt fast ved, at de blev anbragt i tuber, og i stedet blev robot-armen koblet til dyrets hjerne.

 

To forskellige aber klarede at styre robot-armen med henholdsvis 61 og 78 procents succes. De kunne til og med bevæge armen forbi forhindringer for at putte både godbidder og frugt i munden.

Forsøgene tyder på, at aberne begynder at se på robot-armen som en del af dem selv.

Forskerne bag forsøget mener, at det ikke vil tage lang tid, før denne teknologi vil blive testet på mennesker.

»Jeg tror, vi vil kunne gøre dette på eksperimentel basis i løbet af to år,« siger Andrew Schwartz fra University of Pittsburgh i Pennsylvania til tidsskriftet Nature.

Det vil imidlertid tage længere tid, før sådanne indretninger faktisk kan tages i brug af personer med handikap.

»Vort umiddelbare mål er at skabe en form for protese til mennesker, som er helt lammede. Det endelige mål er at forstå hjernen bedre,« siger Schwartz i en pressemeddelelse.

 

Minder om sportstræning

Denne type hjerne/maskine-interface er ikke specielt nyt, men i tidligere eksperimenter er bevægelserne foregået i virtuelle verdener.

 

»I vore forsøg har vi demonstreret et højt niveau af præcision, færdigheder og læring. Aben lærer ved først at observere bevægelsen, som aktiverer abens hjerneceller, som om det var den selv, som gjorde det,« siger Schwartz.

»Det minder meget om sportstræning, hvor trænere og atleter først ser for sig, at de udfører de bevægelser, de ønsker,« siger han.

Den største hindring for teknologien er, at hjerne-elektroderne skal være stærkere og holde længere.

 

Reference:

 

Meel Velliste, Sagi Perel, M. Chance Spalding, Andrew S. Withford & Andrew B. Schwartz; Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding; Nature; may 2008; doi:10.1038/nature06996.

© forskning.no. Oversat af Johnny Oreskov

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Ugens videnskabsbillede