طوّر باحثون نظامًا غير جراحي قائم على الذكاء الاصطناعي، يُمكّن المستخدمين من التحكم في ذراع آلية أو مؤشر شاشة بسرعة ودقة استثنائيتين. يُحوّل النظام إشارات الدماغ المُسجّلة بواسطة تخطيط كهربية الدماغ (EEG) إلى أوامر حركية، حيث تُفسّر كاميرا مُتحكّم بها بالذكاء الاصطناعي نوايا المستخدم آنيًا.
أجرى الباحثون دراسة مُحدّدة لاختبار النظام. في تجارب واقعية، تمكّن المشاركون (بمن فيهم شخص مُشلول) من إنجاز المهام بشكل أسرع بكثير بفضل الذكاء الاصطناعي، وأداء أنشطة كانت مُستحيلة لولا ذلك.
أظهرت الدراسة، التي نُشرت في مجلة Nature Machine Intelligence، مستوى جديدًا من الأداء لأنظمة BCI غير الجراحية. يقول الباحثون إن هذا التقدّم يُمكن أن يُمهّد الطريق لتطوير تقنيات مُختلفة تُمكّن الأشخاص ذوي القدرات البدنية المحدودة، مثل المُصابين بالشلل أو الاضطرابات العصبية، من التلاعب بالأشياء وتحريكها بسهولة ودقة.
تفاصيل الدراسة
طوّر مهندسون في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس (UCLA) واجهة دماغ حاسوبية (BCI) قابلة للارتداء وغير جراحية. يتنبأ الذكاء الاصطناعي بنية المستخدم، ويتيح للمستخدمين أداء المهام عن طريق تحريك ذراع آلية أو مؤشر.
صمّم الفريق خوارزميات مخصصة لفك تشفير إشارات نشاط الدماغ الكهربائي (EEG) التي تعكس نية الحركة. دُمجت هذه الإشارات بعد ذلك في منصة ذكاء اصطناعي قائمة على كاميرا لتفسير اتجاه الحركة آنيًا بناءً على نية المستخدم. مكّن هذا النهج الأشخاص المصابين بالشلل والإعاقات الحركية الأخرى من إنجاز المهام بشكل أسرع من واجهات الدماغ الحاسوبية وحدها.
صرح الباحث الرئيسي جوناثان كاو، أستاذ الهندسة الكهربائية والحاسوبية في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس: “باستخدام الذكاء الاصطناعي وواجهات الدماغ الحاسوبية، نأمل في تطوير أساليب أقل تدخلاً وأقل خطورة لمساعدة المرضى الذين يعانون من اضطرابات الحركة مثل الشلل أو التصلب الجانبي الضموري (ALS). هدفنا النهائي هو تطوير واجهات دماغ حاسوبية مدعومة بالذكاء الاصطناعي، تساعد هؤلاء المرضى على استعادة بعض الاستقلالية في مهامهم اليومية”.
تجارب عملية
اختبر الباحثون النظام على أربعة مشاركين: ثلاثة أصحاء ورابع مشلول من الخصر إلى الأسفل. ارتدى المشاركون قبعة خاصة تقيس النشاط الكهربائي (EEG) لتسجيل إشارات الدماغ.
ثم قامت خوارزميات مخصصة بترجمة هذه الإشارات إلى حركات للمؤشر والذراع الروبوتية. في هذه الأثناء، قام نظام ذكاء اصطناعي مزود بكاميرا مدمجة بتوجيه الحركات لأداء مهمتين:
تحريك المؤشر على الشاشة للوصول إلى ثمانية أهداف متتالية؛
تشغيل ذراع روبوتية لتحريك أربعة مكعبات من موضعها الأولي إلى مواقع محددة.
أكمل جميع المشاركين كلتا المهمتين بشكل أسرع بكثير بفضل الذكاء الاصطناعي. أكمل المشارك المشلول، على وجه الخصوص، مهمة الذراع الروبوتية في حوالي ست دقائق بفضل الذكاء الاصطناعي، وهي مهمة لم يكن ليتمكن من إنجازها لولا الذكاء الاصطناعي.
ماذا بعد؟
قال يوهانس لي، المؤلف المشارك في الدراسة وطالب الدكتوراه في الهندسة الكهربائية والحاسوبية بجامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس: “قد تشمل الخطوات التالية تطوير أنظمة أكثر تطورًا لتحريك الأذرع الروبوتية بسرعة ودقة عاليتين، مع تغذية راجعة لمسية تتكيف مع طبيعة الجسم المُمسوك”. وأضاف: “إن جمع المزيد من بيانات التدريب قد يُحسّن التعاون في المهام الأكثر تعقيدًا، ويُحسّن دقة فك تشفير تخطيط كهربية الدماغ”.