Peneliti di UC San Francisco telah mengembangkan teknologi antarmuka otak-komputer (BCI) yang memungkinkan seseorang yang lumpuh untuk mengontrol lengan robotik dengan pikirannya.
Tangan robotik yang digerakkan pikiran. Foto: Noah Berger/UCSFRingkasan:
- Teknologi ini menggunakan kecerdasan buatan (AI) yang dapat menyesuaikan diri dengan perubahan kecil di otak saat seseorang belajar dan melakukan gerakan yang sama.
- Penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi BCI dapat membantu orang yang lumpuh untuk mengontrol lengan robotik dan melakukan tugas-tugas sederhana seperti memegang dan memindahkan objek.
- Peneliti berencana untuk terus mengembangkan teknologi ini untuk membuatnya lebih cepat dan lebih halus, serta untuk menguji coba teknologi ini di lingkungan rumah.
ngarahNyaho - Para peneliti di UC San Francisco telah memungkinkan seorang pria yang lumpuh untuk mengendalikan lengan robot yang menerima sinyal dari otaknya melalui komputer.
Tangan robot mampu memegang, menggerakkan, dan menjatuhkan objek ketika pria tersebut membayangkan dirinya melakukan tindakan tersebut.
Perangkat tersebut, yang dikenal sebagai antarmuka otak-komputer atau brain-computer interface (BCI), bekerja selama tujuh bulan tanpa perlu penyesuaian. Saat ini, perangkat tersebut hanya bekerja selama satu atau dua hari.
BCI mengandalkan model AI yang dapat menyesuaikan diri dengan perubahan kecil yang terjadi di otak saat seseorang mengulangi gerakan – atau dalam hal ini, gerakan yang dibayangkan – dan belajar melakukannya dengan cara yang lebih halus.
“Penggabungan pembelajaran antara manusia dan AI ini merupakan fase berikutnya untuk antarmuka otak-komputer ini,” kata ahli saraf Karunesh Ganguly, MD, PhD, seorang profesor neurologi.
“Itulah yang kita butuhkan untuk mencapai fungsi yang canggih dan seperti aslinya,” lanjut Ganguly yang juga anggota Institut Weill UCSF untuk Ilmu Saraf.
Menemukan aktivitas otak
Kuncinya adalah menemukan bagaimana aktivitas otak berubah dari hari ke hari saat peserta penelitian berulang kali membayangkan melakukan gerakan tertentu.
Setelah AI diprogram untuk memperhitungkan perubahan tersebut, AI tersebut bekerja selama berbulan-bulan.
Ganguly mempelajari bagaimana pola aktivitas otak pada hewan menggambarkan gerakan tertentu dan melihat bahwa pola ini berubah dari hari ke hari saat hewan tersebut belajar.
Ia menduga hal yang sama terjadi pada manusia, dan itulah sebabnya BCI mereka begitu cepat kehilangan kemampuan untuk mengenali pola ini.
Ganguly dan peneliti neurologi Nikhilesh Natraj, PhD, bekerja dengan seorang peserta studi yang lumpuh karena stroke beberapa tahun sebelumnya. Ia tidak dapat berbicara atau bergerak.
Ia memiliki sensor kecil yang ditanamkan pada permukaan otaknya yang dapat menangkap aktivitas otak saat ia membayangkan bergerak.
Untuk melihat apakah pola otaknya berubah seiring waktu, Ganguly meminta peserta untuk membayangkan menggerakkan berbagai bagian tubuhnya, seperti tangan, kaki, atau kepala.
Meskipun ia tidak dapat benar-benar bergerak, otak peserta masih dapat menghasilkan sinyal untuk suatu gerakan saat ia membayangkan dirinya melakukannya.
BCI merekam representasi otak dari gerakan-gerakan ini melalui sensor di otaknya. Tim Ganguly menemukan bahwa bentuk representasi di otak tetap sama, tetapi lokasinya sedikit bergeser dari hari ke hari.
Dari virtual ke realitas
Ilustrasi di bawah ini menunjukkan bagaimana antarmuka otak-komputer (BCI) menerima sinyal otak untuk mendekode dan memungkinkan peserta studi menggerakkan lengan robot. Gambar ilustrasi: UCSFGanguly kemudian meminta peserta untuk membayangkan dirinya melakukan gerakan sederhana dengan jari-jarinya, tangan, atau ibu jarinya selama dua minggu, sementara sensor merekam aktivitas otaknya untuk melatih AI.
Kemudian, peserta mencoba mengendalikan lengan dan tangan robot. Namun, gerakannya masih belum begitu presisi.
Ganguly kemudian meminta peserta berlatih pada lengan robot virtual yang memberinya umpan balik mengenai keakuratan visualisasinya. Akhirnya, ia berhasil membuat lengan virtual itu melakukan apa yang diinginkannya.
Begitu peserta mulai berlatih dengan lengan robot sungguhan, hanya butuh beberapa sesi latihan baginya untuk mentransfer keterampilannya ke dunia nyata.
Ia dapat membuat lengan robot itu mengambil balok, memutarnya, dan memindahkannya ke lokasi baru. Ia bahkan dapat membuka lemari, mengambil cangkir, dan mendekatkannya ke dispenser air.
Beberapa bulan kemudian, peserta tersebut masih dapat mengendalikan lengan robot itu setelah "penyetelan" selama 15 menit untuk menyesuaikan dengan perubahan representasi gerakannya sejak ia mulai menggunakan perangkat itu.
Ganguly kini menyempurnakan model AI untuk membuat lengan robot itu bergerak lebih cepat dan lebih lancar, dan berencana untuk menguji BCI di lingkungan rumah.
Bagi penderita kelumpuhan, kemampuan untuk makan sendiri atau minum air akan mengubah hidupnya.
“Saya sangat yakin bahwa kami telah mempelajari cara membangun sistem ini sekarang, dan bahwa kami dapat mewujudkannya,” kata Ganguly.
Hasil studi Ganguly dan rekan-rekannya itu diterbitkan di jurnal Cell. |Sumber: University of California San Francisco
إرسال تعليق