Роботизированные руки привычно сжимали вилку с ножом. Человек сидел за столом, пристально глядя на аккуратно отрезанный кусок торта. Одна из конечностей дернулась, а голос под потолком произнес: «Вилка движется к торту». А через миг: «Задействуется нож».

Все это выглядит как начало романа Филипа Дика, но, частично парализованный, мужчина совершает тонкие движения правой и левой конечностями не на страницах книги, а в лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд.

Искусственный интеллект и аугментации

Менее чем за 90 секунд человек, который не мог пользоваться пальцами около 30 лет, съел десерт, используя силу разума кибернетические конечности, над которыми работала группа исследователей из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, и ученые из Департамента физической медицины и реабилитации (PMR) Медицинской школы Джона Хопкинса. Они опубликовали статью в которой описывается прогресс в использовании интерфейса мозг-компьютер (ИМК) и пары модульных протезов конечностей.

Интерфейс мозг-компьютер

Системы ИМК обеспечивают прямую связь между мозгом и компьютером, который декодирует нейронные сигналы для выполнения машиной внешних функций. Потенциал достаточно широк: от перемещения курсора на экране, до получения удовольствия от поедания торта.

Исследование основано на более чем 15-летних исследованиях в области нейробиологии, робототехники и программного обеспечения, проводимых APL в сотрудничестве с Департаментом PMR в рамках программы Revolutionizing Prosthetics, которая первоначально спонсировалась Агентством перспективных исследований Министерства обороны США. (ДАРПА).

Ученые изучали модель совместного управления, которая позволяет человеку управлять парой роботизированных протезов при поддержке искусственных нейросетей с минимальными умственными усилиями.

Этот подход к совместному управлению предназначен для использования внутренних возможностей интерфейса «мозг-компьютер» и роботизированной системы, создавая среду, которую можно описать как взявшую «лучшее от обеих миров». В ней пользователь может персонализировать поведение интеллектуального протеза.
Доктор Франческо Теноре, старший менеджер проектов в отделе исследований и разработок APL. .

Хоть наши результаты еще только предварительны, мы рады предоставить пользователям с ограниченными возможностями реальное ощущение контроля над протезами, оснащенными интеллектуальными системами.
Старший автор статьи, Тенор. Специализируется на исследованиях в области нейронных интерфейсов и прикладной нейробиологии

Прямое использование

По словам доктора Дэвида Хандельмана, достижение этого исследования заключается в максимально эффективном синтезе между человеком и машиной. При этом машина выполняет большую часть работы, позволяя пользователю настраивать специфику работы по своему вкусу.

Чтобы роботы могли выполнять человеческие задачи для людей с ограниченными функциональными возможностями, им необходимо овладеть ловкостью человека. Но тогда человеку придется с нуля обучаться управлению над сложным скелетом робота. Цель ученых — упростить пользователю контроль над теми немногими вещами, которые наиболее важны для выполнения конкретных задач.
Дэвид Хандельман. Соавтор и старший робототехник.

Взаимодействие человека и машины, продемонстрированное в этом проекте, указывает на потенциальные возможности, которые можно развить, чтобы помочь людям с ограниченными возможностями.

Перспективы исследования

Хотя программа DARPA официально завершилась в августе 2020 года, команда APL и Медицинской школы Джона Хопкинса продолжает сотрудничать с коллегами из других учреждений, чтобы изучить потенциал технологии.

Следующая итерация системы будет использовать наработки предыдущих исследований, которые показали, что сенсорная стимуляция людей с ампутированными конечностями позволяет не только воспринимать свою фантомную конечность, но и использовать сигналы мозга для управления протезом.

Теория состоит в том, что добавление сенсорной обратной связи к мозгу помогает человеку выполнять задачи, не требуя постоянной визуальной обратной связи. Если провести аналогию, то сейчас пользоваться протезом настолько же сложно, как нащупать монету в кармане, когда ваши руки в толстых перчатках. Добавление обратной связи, вместе с интеллектуальными ассистентами позволяет искусственному протезу едва ли не полностью компенсировать родную конечность.

А что об этом думаете вы? Напишите мнение в комментарии, когда можно будет увидеть на улицах тех самых аугментов, и насколько реальна сегрегация общества по такому признаку?

Киберпротезы и обратная связь