Araştırmacılar, protezleri kontrol etmek ve felçli uzuvları yeniden harekete geçirmek için yeni yöntemler geliştirdi…
Dünyanın ilk sinir (nöral) protezi, el hareketlerini gerçekleştirebilmek için Yapay Zekayı ve İnsan Kontrolünü kullanıyor.
Sinir Protezleri için çığır açan bir an…
İsviçre’deki Avrupa’nın en hareketli ve çok uluslu, bilim ve teknoloji kurumu olan École Polytechnique Fédérale de Lozan (EPFL)’dan bir araştırma ekibi, protezlerin hareketlerini geliştirmek için insan kontrolü ile Yapay Zeka robotik teknolojisin birleştirdi ki bu dünyada sinir protez yöntemi olarak bir ilk. Ve ekibin gerçekleştirdiği çalışmalar, Nature Machine Intelligence’da geçen Eylül ayında yayınlandı.
Sinir Protez nedir?
Resmi olarak sinir yada nöral protez terimi kabul görmüştür. Bu tip protezler, genel motor becerilerini yetersiz kılan eksiklikleri gidermek için bir insanın sinir sistemini elektriksel uyartım yoluyla uyarır. Bunlar biliş, işitme, görme, iletişim veya duyusal becerileri içerebilir.
Farklı sinir protez türleri arasında beyin bilgisayar arayüzleri (BCI’ler), derin beyin stimülasyonu, omurilik stimülatörleri (SCS), mesane kontrol implantları ve kalp pilleri bulunur.
Bu yeni keşif, protez dünyası için atılmış büyük bir adımdır. Yalnızca ABD’de, yaklaşık iki milyon Amerikalı, her yıl yaklaşık 185.000 adet uzuv kaybına maruz kalarak çeşitli uzuvlarını kaybetmektedir.
Ulusal Uzuv Kaybı Bilgi Merkezi tarafından hazırlanan bir rapora göre, uzuv kayıplarının bir çoğu, damar hastalıklarından kaynaklanıyor. Zira damar hastalıklarından kaynaklı uzuv kaybı oran % 82'dir.
Bu gibi durumlarda protez ihtiyacı bireylere yardımcı olabiliyor. Sinir protez çalışması, normal bir insan uzvunun fonksiyonlarına mümkün olduğunca yaklaşabilirse, birçok uzvunu kaybetmiş canlının yaşam şeklini değiştirerek yaşamlarını daha kolay hale getirecektir.
EPFL Bilim Ekibi ve Sinir Protezleri
Günümüzde, kullanıcısının kas hareketlerine bağlı olarak hareket edebilen, myoelektrik protezler olarak da bilinen ticari protezler de bulunmaktadır. Bununla birlikte, bir protez elin hareket kabiliyeti, hiç bir zaman sağlam bir insan elinin yerini tutamaz.
EPFL araştırma ekibi şu şekilde bir açıklama yaptı, “Sezgisel de olsa, az çok bir el becerisi sağlıyor. İnsanlar, myoelektrik protezleri kullanmayı yüksek oranda terk ediyorlar. Çünkü kontrol seviyesinin bu cihazların yüksek maliyetlerini ve karmaşıklığını hak ettiğini pek düşünmüyorlar.” Araştırma ekibi bu sebepten, yaşanan bu probleme daha efektif bir çözüm üretmek için çalışmalar başlattı.
Ekip, ‘ortak kontrol’ motor komutunun bir bölümünü yarı otomatikleştirmek için sinir-mühendisliğini, robotik teknolojiyi ve yapay zekayı birleştirdi.
Ardından, ekip yazılım algoritmalarının tasarımında çalışmalarını yoğunlaştırdı. Bu çalışma, bir KUKA IIWA 7 robotuna monte edilmiş bir Allegro El, bir OptiTrack kamera sistemi ve TEKSCAN basınç sensörlerinden oluşan robotik donanımı ve tabii ki de yazılım algoritmalarını içeriyordu.
Sonrasında ekip, kullanıcının niyetini nasıl okuyacağını öğrenmek için çok katmanlı bir algılayıcı (MLP) geliştirdi.
EPFL Sinir Mühendisliği Laboratuarı’ndan ve bilim ekibinin lideri Katie Zhuang, “Parmak uzvunu kaybetmiş birisi için, kaslarını, parmaklarının hareket şeklini kontrol edebilmesi için bir çok farklı şekilde kasması çok zordur.” dedi ve devam etti, “Yaptığımız şey, basınç sensörlerini, parmak uzvundan kalan eksik kısma koymak, sonra onlardan elde edilen değerleri kaydetmek ve hareket sinyallerinin ne olduğunu yorumlamaya çalışmaktır. Bu sinyaller biraz gürültülü olabileceğinden, ihtiyacımız olan tek şey, bu kaslardan anlamlı bir aktivite sonucu çıkaran ve bunları hareketlere dönüştüren bir makine öğrenimi algoritması geliştirmektir. Ve bu hareketler robotik ellerin her parmağını kontrol eden asıl şeydir.”
Yapay Zeka’yı, sinir-mühendisliği ve robotik teknoloji ile birleştirmek yeni bir yaklaşımdır ve EPFL ekibi artık oldukça gelişmiş bir sinir-protez teknolojisine sahip.
Bilim Seferberliği çocuklara bilimi sevdirmek için YGA’nın başlattığı bir sosyal sorumluluk projesidir.
Milli Eğitim Bakanlığı’nın katkılarıyla hayata geçen Bilim Seferberliği projesi kapsamında; Türkiye’nin her köşesindeki ihtiyaç sahibi köy okullarına en son teknolojiyi anlatan Bilim Setleri gönderilmektedir.
Daha detaylı bilgi almak için Etki Analizi Raporunu buradan okuyabilirsiniz…
Felçli Uzuvların Tekrar Harekete Geçmesi Artık Sinir Protezleri ile Mümkün
Tıpta pek çok hastalığa her geçen gün çare bulunsa da özellikle ağır yaralanmalar sonucu omurgada meydana gelen bir hasarı tedavi etmek oldukça zordur. Bu hasar nedeniyle uzuvlarının kontrolünü kaybeden veya felç olan kişilerin ise tekerlekli sandalyeye veya yatağa mahkum olma devri artık geride kalıyor diyebiliriz.
Nature dergisinde yayımlanan bir habere göre; İsviçre’deki EPFL Bilim ve Teknoloji kurumunda gerçekleştirilen bir deney sonucunda, omurga hasarı nedeniyle bacağı felç olan bir primat, tekrar yürüme kabiliyetini kazandı.
Beyin-omurga arasında, hasarlı bölgeye bir sinir protezi ile bypass yapan ve beyinle omurga arasında bağlantı sağlayan araştırmacılar, hayvanın arka bacağının eskisi gibi çalıştığını gördüler.
Söylenilene göre bu protez, yürümeyle ilgili beyin faaliyetlerinin algoritmasını çözümlüyor ve omurgadaki hasarlı bölgenin alt kısmına sinyal yolluyor. Bunu yaparken elektrotlar kullanan sistem, sinir yollarını uyarıyor ve bacak kaslarının çalışmasını sağlıyor.
EPFL’de geliştirilen teknolojiye uluslararası alandan Medtronic, Brown Üniversitesi ve Fraunhofer ICT-IMM gibi kuruluşlardan da destek geldiği belirtiliyor.
“Bu yaptığımız çalışma, primatlarda sinir teknolojisi kullanarak hareket kabiliyetini geri kazandırmanın ilk örneğidir. Lakin önümüzde birçok engel var ve insanlar üzerinde deney yapmaya başlamadan önce daha çok çalışmalıyız.”EPFL Araştırma Ekip Lideri, Grégoire Courtine
Kaynaklar:
Comments