تحقیقات جدیدی که در سان‌فرانسیسکو انجام شده، نشان‌دهنده پیشرفت‌های چشمگیر در عرصه فناوری‌های توانبخشی عصبی است. پژوهشگران موفق شدند با استفاده از ایمپلنتی مبتنی‌بر هوش مصنوعی، به فردی معلول این امکان را بدهند که به‌وسیله افکار خود، بازوی رباتیک را کنترل کند و اشیاء را جابجا یا بردارد. این فناوری نوین از طریق ارتباط مستقیم مغز با دستگاه‌های الکترونیکی، تعامل فرد با محیط را به‌طور موثری ممکن می‌سازد.
این پژوهش نه تنها توانسته فاصله زیادی در مسیر پیشرفت فناوری‌های عصبی ایجاد کند، بلکه به‌ویژه در زمینه توانبخشی معلولان و بازگرداندن قدرت حرکتی به آنان اهمیت زیادی دارد. به لطف این ایمپلنت هوشمند، فرد قادر به کنترل دقیق‌تر حرکات رباتیک خود از طریق مغز بوده و به‌طور مستقل‌تر می‌تواند فعالیت‌های روزمره خود را انجام دهد.
رابط مغز و کامپیوتر (BCI) و اهمیت آن
رابط مغز و کامپیوتر (BCI) یا Brain-Computer Interface، یک سیستم نوین است که امکان ارتباط مستقیم بین مغز انسان و دستگاه‌های خارجی را فراهم می‌کند. این فناوری به‌ویژه در زمینه‌های پزشکی و توانبخشی عصبی به‌کار می‌رود و می‌تواند کمک شایانی به معلولان حرکتی و افرادی که توانایی کنترل اعضای بدن خود را از دست داده‌اند، کند. ایمپلنتی که در این مطالعه به‌کار رفته، اولین گام در راستای تکامل فناوری‌های BCI به شمار می‌رود که نه تنها در شرایط کوتاه‌مدت بلکه در طولانی‌مدت نیز عملکرد خوبی از خود نشان داده است.
پژوهشگران در این پروژه از هوش مصنوعی برای پردازش و تحلیل سیگنال‌های مغزی استفاده کرده‌اند. این سیستم هوشمند قادر است تغییرات جزئی در الگوهای مغزی فرد را شناسایی و آن را برای کنترل حرکات بازوی رباتیک ترجمه کند. به این ترتیب، فرد می‌تواند با استفاده از ذهن خود حرکات پیچیده‌ای مانند برداشتن و جابه‌جایی اشیاء را انجام دهد.
فناوری هوش مصنوعی تطبیقی در این ایمپلنت
یکی از ویژگی‌های برجسته این ایمپلنت استفاده از هوش مصنوعی تطبیقی است. این هوش مصنوعی قادر است تغییرات تدریجی در الگوهای مغزی فرد را شناسایی کرده و به‌طور خودکار خود را با این تغییرات هماهنگ کند. به این ترتیب، سیستم می‌تواند حرکات ذهنی فرد را با دقت بیشتری پردازش کرده و بازوی رباتیک را مطابق با افکار او به حرکت درآورد.
پروفسور «کارونش گانگولی»، یکی از محققان اصلی این پروژه، بیان کرده است که این سیستم از طریق یادگیری مشترک میان مغز انسان و هوش مصنوعی به‌طور موثری عملکرد فرد را تقویت می‌کند. این روند تطبیقی باعث می‌شود که رابط مغز و کامپیوتر بتواند بدون نیاز به تنظیمات مداوم، عملکرد خود را به‌طور دقیق و پایدار حفظ کند.
نحوه عملکرد بازوی رباتیک مبتنی بر سیگنال های مغزی
مطالعه‌ای که در مجله علمی Cell منتشر شده، نشان می‌دهد که این فناوری بر اساس نصب حسگرهای بسیار ظریف بر سطح مغز عمل می‌کند. این حسگرها هنگام تصور حرکت، فعالیت‌های مغزی فرد را ثبت کرده و این سیگنال‌ها به هوش مصنوعی ارسال می‌شوند تا پردازش شوند. سپس این اطلاعات به بازوی رباتیک منتقل می‌شود و آن را به حرکت در می‌آورد.
یکی از چالش‌های پیشین در استفاده از فناوری‌های مشابه، ناتوانی در تشخیص تغییرات تدریجی در الگوهای مغزی افراد بود. اما تیم تحقیقاتی این بار توانسته است از هوش مصنوعی تطبیقی برای حل این مشکل استفاده کند و به این ترتیب، بازوی رباتیک می‌تواند به‌دقت حرکت کند.
آزمایش ها و موفقیت های به‌دست آمده
در مراحل آزمایش، از فرد داوطلب خواسته شد که حرکات ساده‌ای مانند تکان دادن انگشتان یا حرکت دست خود را تصور کند. حسگرها در این مدت تغییرات الگوهای مغزی او را ثبت کرده و این داده‌ها به هوش مصنوعی ارسال شدند تا برای آموزش سیستم استفاده شوند. ابتدا حرکات بازوی رباتیک دقیقی مشاهده نمی‌شد، اما پس از تنظیمات لازم و بازخوردهای دقیق از سوی سیستم، بازوی رباتیک توانست به‌طور مؤثر به دستورات ذهنی فرد پاسخ دهد.
در مراحل بعدی، فرد موفق به انجام وظایف پیچیده‌ای مانند برداشتن و چرخاندن اشیاء، بازکردن در کابینت و حتی برداشتن لیوان و قرار دادن آن زیر دستگاه آب‌سردکن شد. این فرآیند نشان می‌دهد که فناوری رابط مغز و کامپیوتر می‌تواند به‌طور مؤثر در فعالیت‌های روزمره کمک کند و به افراد معلول این امکان را بدهد که کنترل بیشتری بر زندگی خود داشته باشند.
پایداری عملکرد در طولانی مدت
یکی از ویژگی‌های بارز این ایمپلنت، پایداری آن در استفاده طولانی‌مدت است. برخلاف دستگاه‌های مشابه که معمولاً نیاز به تنظیمات مداوم دارند، این ایمپلنت توانسته است به‌مدت ۷ ماه بدون نیاز به تنظیم مجدد عملکرد خود را حفظ کند. این امر نشان می‌دهد که فناوری رابط مغز و کامپیوتر می‌تواند به‌طور مستقل و پایدار در بلندمدت کار کند.
نتیجه گیری
این پیشرفت علمی نه‌تنها یک گام بزرگ در توسعه فناوری‌های توانبخشی عصبی است، بلکه می‌تواند نقشی حیاتی در بهبود کیفیت زندگی افراد معلول داشته باشد. استفاده از هوش مصنوعی و رابط مغز و کامپیوتر نشان می‌دهد که می‌توان آینده‌ای متفاوت و بهبود یافته برای معلولان ساخت. پژوهشگران امیدوارند که با توسعه و بهینه‌سازی این فناوری، بتوان آن را برای کمک به تعداد بیشتری از بیماران به‌کار گرفت و تجربه‌های مشابهی را در سطح گسترده‌تری ارائه داد.