New Neuroprosthetic dia fahombiazan'ny robotika AI

Ireo mpahay siansa ao amin'ny EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) any Suisse dia nanambara ny famoronana voalohany an'izao tontolo izao amin'ny fifehezana tanana robotic - karazana neuroprosthetic vaovao izay mampivondrona ny fifehezan'olombelona amin'ny automatisation artifisialy (AI) ho an'ny fahaizan'ny robot bebe kokoa ary namoaka ny fikarohana ao aminy Septambra 2019 in Ny faharanitan-tsaina momba ny milina .

Neuroprosthetics (neural prosthetics) dia fitaovana artifisialy izay manentana na manatsara ny rafi-pitabatabana amin'ny alàlan'ny fanentanana elektrika mba hanonerana ny tsy fahampiana izay misy fiatraikany amin'ny fahaizan'ny moto, ny fahalalana, ny fahitana, ny fihainoana, ny fifandraisana, na ny fahaizana mahatsapa. Ny ohatra amin'ny neuroprosthetics dia misy ny interface amin'ny solosaina (BCI), ny fampiroboroboana ny ati-doha, ny stimulator amin'ny tadin'ny hazon-damosina (SCS), ny famafana ny tatavia, ny kochlear implants, ary ny mpampitony fo.

Ny sandan'ny prosthetika avo lenta manerantany dia antenaina hihoatra ny 2.3 miliara USD amin'ny 2025, araka ny tarehimarika tamin'ny tatitra tamin'ny Aogositra 2019 nataon'ny Global Market Insight. Tamin'ny taona 2018, ny sandan'ny tsena eran'izao tontolo izao dia nahatratra iray lavitrisa USD mifototra amin'ilay tatitra ihany. Amerikanina roa tapitrisa eo ho eo no amputes, ary misy mihoatra ny 18500 ny amputations isan-taona, hoy ny National Limb Loss Information Center. Ny aretin-kozatra dia mitentina 82 isan-jaton'ny amputations any Etazonia araka ny tatitra.

Ny prostesis myoelectric dia ampiasaina hanoloana ny ampahany amin'ny vatana notapahina tamin'ny rantsambatana artifisialy mandeha any ivelany izay ampandehanan'ny hozatry ny mpampiasa efa misy. Araka ny ekipan'ny mpikaroka EPFL, ny fitaovana ara-barotra misy ankehitriny dia afaka manome fizaram-pahaleovan-tena avo lenta amin'ny mpampiasa, fa ny dexterité kosa dia tsy dia mailaka toa ny tanan'olombelona tsy mihetsika.

“Matetika ny fitaovana ara-barotra dia mampiasa rafitra fantsom-peo roa hifehezana ny fahalalahana tokana; izany hoe fantsona sEMG iray ho an'ny fivontosana ary iray ho an'ny fanitarana, "hoy ny nosoratan'ny mpikaroka EPFL tamin'ny fanadihadian'izy ireo. “Na dia intuitive aza dia manome dexterité kely ny rafitra. Mandao ny fivarotan-tena myoelectric amin'ny taha ambony, amin'ny ampahany satria mahatsapa izy ireo fa tsy ampy ny haavon'ny fifehezana mendrika ny vidiny sy ny fahasarotan'ireo fitaovana ireo. ”

Mba hamahana ny olan'ny fahakinganana amin'ny prostèse myoelectric, ny mpikaroka EPFL dia naka fomba fiasa interdisiplinary ho an'ity fandalinana ny porofon-kevitra ity tamin'ny alàlan'ny fampifangaroana ny siansa siantifika momba ny neuroengineering, robotika, ary ny faharanitan-tsaina artifisialy mba hametahana ampahany amin'ny baikon'ny motera ho an'ny "fizarana fifehezana. ”

Silvestro Micera, Sefan'ny Foundation Foundation an'ny Bertarelli ao amin'ny EPFL ao amin'ny Neuroengineering Translational, ary Profesora momba ny Bioelectronics ao amin'ny Scuola Superiore Sant'Anna any Italia, dia mihevitra fa ity fomba fiasa ifampizarana ity amin'ny fifehezana ny tanana robotique dia afaka manatsara ny fiatraikany sy ny fampiasa amin'ny tanjona neuroprostetika maro karazana toy ny ati-doha. -fandraisana amin'ny masinina (BMI) sy tanana bionika.

"Ny antony iray mahatonga ny fivarotan-tena ara-barotra matetika mampiasa decoder miorina amin'ny sokajin-toerana fa tsy izay mitanila dia satria ny mpanavakavaka dia mijanona am-pahatanjahana amin'ny fomba manokana," hoy ny nosoratan'ny mpikaroka. “Ho an'ny fakana an-keriny, ity karazana fifehezana ity dia mety indrindra hisorohana ny fidinana tsy nahy nefa kosa manao sorona ny masoivohon'ny mpampiasa amin'ny famerana ny isan'ny fihetsika mety hitranga. Ny fampiharana ny fifehezana ifampizarana dia ahafahan'ny masoivohon'ny mpampiasa sy ny fahazoana matanjaka. Amin'ny habaka malalaka, ny mpampiasa dia mifehy tanteraka ny fivezivezena amin'ny tanana, izay mamela ihany koa ny famolavolana volavola mialoha ho an'ny fihazonana. ”

Amin'ity fanadihadiana ity, ny mpikaroka EPFL dia nifantoka tamin'ny famolavolana ny algorithma lozisialy — ny fitaovana robotic izay natolotry ny antoko ivelany dia misy Allegro Hand napetraka amin'ny robot KUKA IIWA 7, rafitra fakan-tsary OptiTrack ary sensor TEKSCAN sensor.

Ny mpahay siansa EPFL dia namorona decoder proprijional kinematika tamin'ny famoronana multilayer perceptron (MLP) hianarana ny fomba fandikana ny tanjon'ny mpampiasa mba handikana azy io ho fihetsiky ny rantsan-tànana amin'ny tanana artifisialy. Ny perceptron multilayer dia tambajotra neural artifisialy feedforward izay mampiasa backpropagation. MLP dia fomba fianarana lalina izay ahafahan'ny fampahalalana mandroso amin'ny lalana iray, mifanohitra amin'ny tsingerina na loop amin'ny alàlan'ny tambajotra neural artifisialy.

Ny algorithm dia ampiofanina amin'ny alàlan'ny angon-drakitra fampidirana avy amin'ny mpampiasa manao andiam-pamindra-tanana. Ho an'ny fotoana fampiroboroboana haingana kokoa, ny fomba Levenberg – Marquardt dia nampiasaina tamin'ny fampifanarahana ny lanjan'ny tamba-jotra fa tsy ny fidinana gradien. Ny fizotran'ny fiofanana maodely feno dia haingana ary tsy latsaky ny 10 minitra ho an'ny lohahevitra tsirairay, nahatonga ny algorithm ho azo ampiharina amin'ny fomba fiasa amin'ny fampiasana klinika.

"Ho an'ny amputee, tena sarotra be ny manafika ny hozatra amin'ny fomba maro samihafa amin'ny fifehezana ny fomba rehetra mihetsiketsika ny rantsan-tànantsika," hoy i Katie Zhuang tao amin'ny EPFL Translational Neural Engineering Lab, izay mpanoratra voalohany tamin'ny fikarohana fikarohana . “Ny zavatra ataontsika dia apetrantsika eo amin'ny fotony sisa tavela ireo, ary avy eo dia noraketinay izy ireo ary ezahinay adika hoe inona ireo famantarana ireo. Satria mety somary mitabataba ireo famantarana ireo, ny zavatra ilaintsika dia ity algorithm mianatra machine ity izay mamoaka hetsika misy dikany amin'ireo hozatra ireo ary mandika azy ireo ho mihetsika. Ary ireo hetsika ireo no mifehy ny rantsan-tanan'ireo tanana robotic. ”

Satria ny faminaniana momba ny fivezivezena amin'ny rantsantanana dia mety tsy marina 100 isan-jato, ny mpikaroka EPFL dia nampiditra automatique robotic mba hahafahan'ny tanana artifisialy ary manomboka mihidy manodidina ny zavatra iray rehefa vita ny fifandraisana voalohany. Raha te hamoaka zavatra ny mpampiasa, ny sisa tsy maintsy ataony dia ny manandrana manokatra ny tanany mba hamonoana ny mpanara-maso robotika, ary hamerina ny mpampiasa hifehy ny tànany.

Raha ny filazan'i Aude Billard izay mitarika ny Algorithme fianarana sy ny laboratoara an'ny EPFL dia afaka mamaly ao anatin'ny 400 milliseconds ny tanana robotique. "Miaraka amin'ny sensor amin'ny tsindry manerana ny rantsan-tànana, dia afaka mamerina sy mampiorina ilay zavatra izy io alohan'ny ahitan'ny ati-doha fa mitosaka ilay zavatra," hoy i Billard.

Amin'ny alàlan'ny fampiharana ny faharanitan-tsaina artifisialy amin'ny neuroengineering sy robotics, ny mpahay siansa EPFL dia naneho ny fomba fiasa vaovao amin'ny fanaraha-maso iraisana eo amin'ny masinina sy ny tanjon'ny mpampiasa - fandrosoana amin'ny teknolojia neuroprosthetic.

Copyright © 2019 Cami Rosso Zo rehetra voatokana.