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Nuova innovazione nello sviluppo dei sistemi di controllo più naturali e più continui di BCI

Per la prima volta mai, l'intenzione di un movimento continuo poteva essere letto fuori dai segnali non invadenti del cervello al TU Graz. Questo successo permette al controllo più naturale e più non invadente dei neuroprostheses da effettuare in tempo reale.

Ha inteso dare alla gente del paraplegico indietro una certa libertà di circolazione e così una migliore qualità di vita, il cosiddetto cervello-computer collega (BCIs) la misura l'attività di cervello della persona e converte le correnti elettriche in segnali di controllo per i neuroprostheses. “Gestendo dai pensieri,„ come Gernot Müller-Putz lo mette nei termini semplificati. La testa dell'istituto di assistenza tecnica neurale all'università tecnologica di Graz (TU Graz) è “un esperto„ della ricerca di BCI ed intensivamente è coinvolgere con i sistemi non invadenti di BCI.

Lui ed il suo gruppo hanno raggiunto i risultati positivi iniziali con a controllo basato a elettroencefalogramma dei neuroprostheses o delle armi robot nella gente con le lesioni del midollo spinale durante gli ultimi dieci anni. Tuttavia, finora il controllo era artificiale ed ingombrante perché il pensiero modella ha dovuto essere immaginato ripetutamente. Come componente del suo progetto recentemente completato “tatto Grant del consolidatore di ERC il vostro sbraccio„, Müller-Putz ed il suo gruppo ora hanno raggiunto un'innovazione nello sviluppo dei sistemi di controllo più naturali e più continui di BCI.

Tutto scende a vedere

I ricercatori del TU Graz sono riuscito per la prima volta a gestire un braccio robot puramente da pensiero in tempo reale nel modo non invadente usuale facendo uso di un cappuccio di elettroencefalogramma. Ciò è stata permessa decodificando l'intenzione continua dai segnali del cervello - qualcosa del movimento precedentemente impossibile. I ricercatori in primo luogo hanno esaminato vari parametri del movimento quali la posizione, la velocità e la distanza ed hanno estratto le loro componenti dall'attività di un neurone.

Il contributo degli occhi è essenziale qui. È importante che agli utenti sono permessi usare i loro occhi per seguire la traiettoria del braccio robot.„

Gernot Müller-Putz, testa, istituto di assistenza tecnica neurale, università tecnologica di Graz

Tuttavia, i movimenti di occhio ed i lampeggi di occhio generano i loro propri segnali elettrici, cosiddetti artefatti oculari nell'elettroencefalogramma. “Questi artefatti distorcono il segnale di elettroencefalogramma. Quindi devono essere eliminati in tempo reale. Tuttavia, è che il coordinamento della occhio-mano può avere luogo e contribuire così al decodifica delle richieste del movimento,„ Müller-Putz essenziale spiega. Cioè le informazioni visive contribuiscono a catturare l'intenzione di muoversi. I segnali indesiderati dell'occhio stesso, tuttavia, devono essere filtrati dall'attività elettrica aritmeticamente.

BCI individua i movimenti indesiderati

È egualmente essenziale che uno del BCIs sviluppato dai ricercatori possa riconoscere se una persona vuole iniziare un movimento - può riconoscere l'inizio ad un di un movimento orientato a scopo. Inoltre, un altro del BCIs del gruppo di ricerca individua e corregge gli errori, cioè, movimenti indesiderati del braccio robot; un nuovo pezzo del puzzle per un controllo prostetico più naturale. “La risposta di errore del cervello può essere letta fuori dall'elettroencefalogramma. Il BCI riconosce che il movimento realizzato non corrisponde all'intenzione della persona. Ferma il movimento del braccio o delle risistemazioni robot all'inizio,„ dice Müller-Putz. Nel progetto, la rilevazione degli errori è stata provata con successo parecchie volte nelle prove con le persone danneggiate del midollo spinale.

La gente può ritenere i movimenti del braccio robot

I ricercatori del TU Graz riuscivano egualmente con cosiddetto feedback cinestetico. “I partecipanti non solo vedono i movimenti della protesi, egualmente li ritengono,„ dice un Müller-Putz visibilmente piacevole. Tecnicamente, questo è stato permesso per mezzo dei sensori di vibrazione. Questi sono attaccati all'interfaccia sulla scapola e tengono la carreggiata i movimenti del braccio robot nelle vibrazioni con precisione scorrenti. Teoricamente, è egualmente possibile che la gente completamente paralizzata ritenga i movimenti. “Tuttavia, dobbiamo considerare un'applicazione nell'area del collo qui,„ dice Müller-Putz, alludente agli scopi futuri. In primo luogo, i ricercatori vogliono migliorare il decodifica di un movimento da informazioni visive, intenzionali e cinestetiche, quindi individuanti gli errori ed unenti tutti e quattro i sistemi di BCI “in un sistema quadruplo di BCI„.

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