Gondolattal vezérelt robotkarok és ipari robotika: Neuro-Embodied-AI és a valóságban megvalósuló technológiák
A sanghaji WAIC rendezvényen a BrainCo bemutatott egy gondolattal vezérelt robot AI platformot, amely lehetővé teszi a felhasználók számára a robotok idegi jelekkel történő irányítását. A technológia három lépésben működik: a felhasználó feltesz egy EEG fejhallgatót, amely érzékeli a viselő agyi jeleit, az AI algoritmusok dekódolják ezeket a jeleket a motoros vagy vezérlési szándék azonosításához, majd ez a szándék utasításokká alakul a robot számára. A WAIC bemutatója során a gondolattal vezérelt robotkar olyan feladatokat hajtott végre, amelyek valódi precizitást igényelnek, mint például egy pohár megfogása vagy egy alma felvétele.
A BrainCo mögötti keretrendszert „Neuro-Embodied-AI” néven írja le: a BCI dekódolja a szándékot, az AI réteg pontosítja azt a komplex szándék végrehajtható lépésekre történő lebontásával, míg a robot saját rendszerei végzik a fizikai kivitelezést. Egy robot megtanítása komplex fizikai feladatok elvégzésére - mint például a ruhák hajtogatása vagy törékeny tárgyak kezelése - hatalmas mennyiségű, kiváló minőségű betanítási adatot igényel. „Egy évtizednyi BCI-kutatás tette lehetővé számunkra annak dekódolását, hogy mit szándékozik tenni egy személy, és ennek átültetését géprajzi akcióvá” - nyilatkozta Nyx He, a BrainCo partnere és senior alelnöke.
Kínában elsőként Budapesten végeztek agyműtétet robot segítségével: a ROSA nevű idegsebészeti robot részvételével Parkinson-kór tüneteit enyhítő elektródákat ültettek be egy beteg agyába az Országos Klinikai Idegtudományi Intézetben. Mint írják, ezzel „új korszak kezdődött a nagy hagyományokkal rendelkező Országos Klinikai Idegtudományi Intézetben”. A beavatkozást Erőss Loránd idegsebész végezte. A robot egy programozható, automatizált célzókészülék, amely kapcsolatot teremt a műtéti terv háromdimenziós agymodellje és a műtőben fekvő beteg valódi agya között.
ROSA Brain 3D video
A Parkinson-kór kezelésének egyik legkorszerűbb módja az úgynevezett mélyagyi stimuláció (DBS), amikor elektródákat ültetnek a páciens fejébe. A beavatkozáshoz először neurológiai vizsgálatokkal és agyi képalkotó eljárásokkal meghatározzák, pontosan mely agyterületekre érdemes beágyazni az elektródákat, és milyen irányokból hatoljanak be a koponyacsonton fúrt nyílásokon keresztül az agyba.
A ROSA 27 éve fejlesztett technikája lehetővé teszi, hogy Epilepsziaműtéteknél például az implantált elektródák száma csökkenjen, és a beavatkozás időtartama rövidebb legyen. A Grenoble-i Idegsebészeti Klinika vezető professzora, Stephan Chabardes is részt vett a műtéteken.
A ROSA nagy előnye, hogy a háromdimenziós célzókészülék közvetlen kapcsolatot teremt a műtéti terv és a beteg agya között. A műtét megkönnyítése érdekében a robotot úgy programozzák, hogy a beavatkozás célpontjait precízen meghatározzák; az elektródákat gyakran tompa végű, kis átmérőjű elektródákkal ültetik be a sérülés minimalizálására. A terven belül a mélyagyi stimuláció célpontjait gyakran több elektróda felhasználásával érik el.
Az OKITI (Országos Klinikai Idegtudományi Intézet) a robot legfejlettebb verzióját szerezte be, és a ROSA-t használja különböző idegsebészeti beavatkozásokhoz. Ennek a kapacitásnak köszönhetően a neurológiai műtétek begyakorlottabbá válnak, és a sebészeti döntéseket támogató intelligens rendszerek is fejlődnek.
- Az epilepsziás rohamok nyomon követése és befolyásolása célzott működési területek azonosításával történik.
- Az idegsebészet átalakulóban van a technikai fejlődésnek köszönhetően, így a neurológiai beavatkozások jövője sokkal pontosabb lehet.
Az elmúlt években a robotika fejlődése hozzájárult ahhoz, hogy a gyártásban a biztonságot növeljék, a költségeket csökkentsék, és a hatékonyságot növeljék. Az ipari robotok világszerte elterjedtek: 2020-ig körülbelül 1,64 millió robot működött különböző iparágakban, és előrejelzések szerint 2030-ra több mint 20 millió munkahelyet érinthet a robotizáció.
Az ipari robotok típusai közül a csuklós robotkarok a leggyakoribbak, hat csuklóval, amelyek nagy mozgásszabadságot biztosítanak. A derékszögű robotok, a SCARA, a Delta és a Polar robotok mind különböző feladatokra lettek tervezve. A robotok előnyei közé tartozik a 24/7-es működés lehetősége, a nagy pontosság, és az ismétlődő feladatok hatékony végrehajtása.
Az újabb fejlemények az együttműködő robotok (cobotok) jelenlétét jelentik, amelyek az emberek mellett dolgoznak biztonsági korlátok nélkül, és az emberi karhoz hasonló mozgást képesek reprodukálni. A robotkarokat gyakran olyan feladatokra tervezik, mint a 3D nyomtatás, lézergravírozás, fogás és rakás, rajz- és írógépek. A környezet érzékelésére és a feladatok megtervezésére szolgáló szenzor- és vezérlőrendszerek folyamatosan fejlődnek.
Az MIT hallgatója, Kyaw, a fizika tanár Neil Gershenfeld kurzusa alapján dolgozta ki azt a rendszert, amely képes a fizikailag létező tárgyak digitális modelljeit létrehozni és összeállítani azokat. A beszéd felismerése egy nagy nyelvi modell segítségével történik, majd a generatív AI létrehozza a tárgy háromdimenziós digitális hálóját. Ezt az algoritmus bontja le összeszerelési lépésekre, és megtervezi a gyártási útvonalat a valós világ korlátaival figyelembe véve.
A mozgáskorlátozott emberek számára a gondolattal vezérelt rendszerek óriási segítséget jelenthetnek, ha az agyhullámokat pontosan érzékelik. Bin He és munkatársai korábbi kísérleteiben a résztvevők nagyjából folyamatosan követték a kijelzőn megjelenő pontot. A fejfedőlapon lévő szenzorok zajt hordoznak, ezért a kutatók folyamatosan fejlesztik a koponyán kívüli eszközöket a zaj csökkentése érdekében.
Összegzésként elmondható, hogy a BrainCo és más kutatóintézetek hasonló megközelítései a Neuro-Embodied-AI keretrendszer köré épülnek: a felhasználó agyi jeleinek dekódolása, az AI által a szándék végrehajtható lépésekre bontása, majd a robot fizikai kivitelezése. A robotika jövője egyre inkább abba az irányba mutat, hogy a gondolati úton történő irányítás és az ember-tárgy közti interakció finomhangolása váljon mindennapossá.
Gyakorlati alkalmazások és jövőbeli irányok
- Intenzív rehabilitációs és hobbiszintű segédeszközök gondolattal irányított vezérléssel.
- Orvosi robotikában a vezető szerep növekedése a mély agyi stimulációs és epilepsziasebészeti beavatkozásokban.
- Az ipari robotika és cobotok közötti együttműködés megnöveli a termelés hatékonyságát és biztonságát.
- A laboratóriumi és transzgenerációs kutatások integrációja a klinikai gyakorlatba a Polyfocus-típusú transzlációs megközelítésekkel.
tags: #robot #agya #egy #beepites