يُحدث باحثون من جامعة كارنيجي ميلون ثورة في مجال واجهات الدماغ والحاسوب، حيث تمكنوا من تطوير تقنية غير جراحية تعتمد على تخطيط كهربية الدماغ (EEG) للتحكم الدقيق في يد روبوتية على مستوى الأصابع الفردية. يمثل هذا الإنجاز خطوة هائلة نحو استعادة الاستقلالية للأشخاص ذوي الإعاقة، متجاوزًا تحديات الحلول الجراحية المعقدة والمكلفة.
التحكم الدماغي غير الجراحي يفتح آفاقًا جديدة
تُحدث الروبوتات المساعدة وواجهات الدماغ والحاسوب (BCIs) تحولاً جذريًا في قدرة الأشخاص ذوي الإعاقة على استعادة استقلاليتهم. تسمح هذه التقنيات للمستخدمين بالتحكم في الأجهزة الخارجية، مثل الأطراف الاصطناعية أو الأطراف الروبوتية، باستخدام إشارات الدماغ مباشرة. بينما أظهرت الواجهات الجراحية تحكمًا دقيقًا، إلا أنها تتطلب عمليات جراحية وصيانة مستمرة، مما يحد من انتشارها.
أحرز باحثون في جامعة كارنيجي ميلون تقدمًا كبيرًا في تقنية واجهات الدماغ والحاسوب غير الجراحية، مستخدمين تخطيط كهربية الدماغ (EEG). تمكن الفريق من التحكم الفوري والمستند إلى التفكير في يد روبوتية على مستوى الأصابع الفردية بدقة غير مسبوقة. هذا التطور يمثل نقلة نوعية مقارنة بالقيود السابقة للتقنيات غير الجراحية.
آلية عمل نظام التحكم بالأصابع
طوّر الفريق، بقيادة البروفيسور بن هي، نظامًا يتيح للمستخدمين التحكم في الأصابع الروبوتية بمجرد تخيل حركتها. تمكن المتطوعون المشاركون في الدراسة من أداء مهام تتطلب التحكم بإصبعين أو ثلاثة أصابع دون الحاجة إلى تحريك عضلة واحدة. هذا يؤكد فعالية النظام في ترجمة النوايا الدماغية إلى حركات دقيقة.
يعمل النظام على ترجمة إشارات تخطيط كهربية الدماغ إلى حركات أصابع آلية باستخدام استراتيجية فك تشفير تعتمد على التعلم العميق. تم ضبط شبكة عصبية متطورة لفك تشفير نية المستخدم الحركية بشكل مستمر وبدقة عالية، متجاوزة بذلك القيود المكانية التي كانت تحد من أساليب تخطيط كهربية الدماغ التقليدية. هذا التطور يعتمد على آلية ضبط شبكي دقيقة لفك التشفير المستمر من إشارات الدماغ.
نحو مستقبل أكثر استقلالية
أمضى البروفيسور بن هي أكثر من عقدين في تطوير واجهات الدماغ والحاسوب، وكان مختبره رائدًا بالفعل في تحقيق أول رحلة لطائرة بدون طيار، وحركة ذراع آلية، والتحكم الآلي باليد، وكلها كانت مدعومة بتقنية تخطيط كهربية الدماغ. هذا الإنجاز الأخير يقرب هذه التقنية بشكل كبير من الاستخدام العملي اليومي. كما يحاكي النظام البراعة الطبيعية للأيدي البشرية، وهو هدف طال انتظاره في مجال الأطراف الاصطناعية المتقدمة.