135k
4 года назад · 4 фото · 2983 просмотров · 27 комментариев
Старшеклассник из США создал протез руки, управляемый разумом (4 фото + 1 видео)
Во время коронавирусной изоляции люди брались за всевозможные хобби. Выпечка хлеба, садоводство, вязание... но были и более амбициозные проекты. Бенджамин Чой, старшеклассник из Вирджинии, решил спроектировать и построить доступный по цене роботизированный протез руки, которым можно было бы управлять разумом, не требуя инвазивной хирургии головного мозга.
В 2020 году Чой, который тогда учился в 10-м классе, планировал провести лето в лаборатории, исследуя алюминиевое топливо. Из-за пандемии лаборатория была закрыта, и у него появилось много свободного времени. И тогда он вспомнил 60-минутный эпизод научного сериала, который он смотрел в третьем классе, о нейроинтерфейсах, используемых для управления протезами конечностей. В этом эпизоде исследователи имплантировали крошечные датчики в моторную кору головного мозга пациентки, что позволило ей двигать роботизированной рукой, используя свои мысли. «В то время я был очень, очень потрясён увиденным, потому что эта технология была невероятно крутой, — говорит Чой. — Но я также был встревожен тем, что она требует действительно рискованной операции на открытом мозге. И они такие дорогие, их стоимость исчисляется сотнями тысяч долларов».
Не испугавшись того факта, что для создания технологии в документальном фильме понадобилась целая команда исследователей, Чой решил в одиночку разработать улучшенную версию. Он устроил импровизированную лабораторию в своем подвале на столе для пинг-понга, и трудился по 16 часов в день. Имея прошлый опыт в программировании и робототехнике — он раньше участвовал в соревнованиях по робототехнике вплоть до уровня чемпионата мира — Чой смог самостоятельно спроектировать первую версию своей роботизированной руки.
Распечатал он её на 3D-принтере своей сестры за 75 долларов. На печать руки ушло 30 часов, а поскольку принтер мог печатать только детали размером до 12 см, Чою пришлось соединить детали вместе болтами и резинкой, чтобы создать прототип. Эта первоначальная версия работала с использованием данных о мозговых волнах и жестов головы. Также предстояло создать алгоритм интерпретации мозговых волн, причём написать его с нуля.
Не испугавшись того факта, что для создания технологии в документальном фильме понадобилась целая команда исследователей, Чой решил в одиночку разработать улучшенную версию. Он устроил импровизированную лабораторию в своем подвале на столе для пинг-понга, и трудился по 16 часов в день. Имея прошлый опыт в программировании и робототехнике — он раньше участвовал в соревнованиях по робототехнике вплоть до уровня чемпионата мира — Чой смог самостоятельно спроектировать первую версию своей роботизированной руки.
Распечатал он её на 3D-принтере своей сестры за 75 долларов. На печать руки ушло 30 часов, а поскольку принтер мог печатать только детали размером до 12 см, Чою пришлось соединить детали вместе болтами и резинкой, чтобы создать прототип. Эта первоначальная версия работала с использованием данных о мозговых волнах и жестов головы. Также предстояло создать алгоритм интерпретации мозговых волн, причём написать его с нуля.
В октябре 2020 года Чой получил производственный грант от компании polySpectra, Inc., которая производит прочные материалы для 3D-печати, на производство его руки и переход от стадии прототипа к модели, пригодной для повседневного использования. В следующем году он выиграл финансирование от Массачусетского технологического института (MIT) для продолжения своих исследований, а также возможность работать с экспертами в университете.
Дизайн модели претерпел более 75 итераций. Рабочая модель протеза сделана из материалов инженерного класса и работает с использованием вышеупомянутого алгоритма, управляемого искусственным интеллектом, который интерпретирует мозговые волны пользователя. Он использует электроэнцефалографию (ЭЭГ), чтобы избежать инвазивных методов других протезов, и вместо этого записывает электрическую активность мозга с помощью датчика, размещенного на голове. Чтобы помочь создать этот алгоритм, Чой работал независимо с шестью взрослыми добровольцами, собирая данные об их мозговых волнах и обучая ИИ различать сигналы мозга. «Чем больше вы его используете, тем больше он выясняет, как именно вы думаете, каковы паттерны ваших мозговых волн, — объясняет Чой, — до тех пор, пока точность действительно значительно не возрастёт для вас с течением времени».
Дизайн модели претерпел более 75 итераций. Рабочая модель протеза сделана из материалов инженерного класса и работает с использованием вышеупомянутого алгоритма, управляемого искусственным интеллектом, который интерпретирует мозговые волны пользователя. Он использует электроэнцефалографию (ЭЭГ), чтобы избежать инвазивных методов других протезов, и вместо этого записывает электрическую активность мозга с помощью датчика, размещенного на голове. Чтобы помочь создать этот алгоритм, Чой работал независимо с шестью взрослыми добровольцами, собирая данные об их мозговых волнах и обучая ИИ различать сигналы мозга. «Чем больше вы его используете, тем больше он выясняет, как именно вы думаете, каковы паттерны ваших мозговых волн, — объясняет Чой, — до тех пор, пока точность действительно значительно не возрастёт для вас с течением времени».
Чой демонстрирует функциональность своего роботизированного протеза руки
Мало того, что Чой создал неинвазивную технологию, его протез остаётся доступным по цене. Чой даже опубликовал инструкции по сборке в Интернете и поделился сравнением цен: «При стоимости примерно 150 долларов рука обеспечивает значительное снижение затрат по сравнению с имеющимися в продаже протезами (миоэлектрические и ЭКоГ-протезы могут стоить от 10 000 до 450 000 долларов США)».
В этом году парню исполнилось 17 лет. Его изобретение принесло ему место в числе 40 финалистов Regeneron Science Talent Search 2022 года, старейшего и самого престижного научно-математического конкурса в США для старшеклассников. Он очень скромно отзывается о своём достижении и говорит следующее: «Для меня очень важно видеть, что моя работа получает такое признание. Я определённо очень благодарен за то, что стал финалистом».
В этом году парню исполнилось 17 лет. Его изобретение принесло ему место в числе 40 финалистов Regeneron Science Talent Search 2022 года, старейшего и самого престижного научно-математического конкурса в США для старшеклассников. Он очень скромно отзывается о своём достижении и говорит следующее: «Для меня очень важно видеть, что моя работа получает такое признание. Я определённо очень благодарен за то, что стал финалистом».
Через шесть месяцев после того, как Чой начал конструировать руку, он разместил на YouTube видео, демонстрирующее её ловкость. Это привлекло внимание Данна, и Чой начал удалённо консультироваться с ним по поводу дизайна. По его мнению, работа с Данном продвинула проект дальше, чем просто проектирование. «Возможно, это звучит немного банально, — говорит он, — но я думаю, что вы действительно можете помочь людям с помощью инженерии, с помощью технологий. Работа с мистером Данном сделала этот проект действительно впечатляющим, действительно вдохновляющим и мотивирующим».
Думая о будущем и о том, как он может продолжать помогать другим, Чой говорит, что его алгоритм может использоваться не только в протезировании. «Интерпретация мозговых волн — это действительно большая развивающаяся область», — говорит он. «Мой алгоритм — лучший из всех алгоритмов, описанных в литературе, с довольно значительным отрывом». (Это правда — алгоритм Чоя работает со средней точностью 95 процентов по сравнению с предыдущим стандартом в 73,8 процента для аналогичных алгоритмов.) «Я думаю, что в будущем он может найти широкое применение».
Думая о будущем и о том, как он может продолжать помогать другим, Чой говорит, что его алгоритм может использоваться не только в протезировании. «Интерпретация мозговых волн — это действительно большая развивающаяся область», — говорит он. «Мой алгоритм — лучший из всех алгоритмов, описанных в литературе, с довольно значительным отрывом». (Это правда — алгоритм Чоя работает со средней точностью 95 процентов по сравнению с предыдущим стандартом в 73,8 процента для аналогичных алгоритмов.) «Я думаю, что в будущем он может найти широкое применение».
Метки: #Ynews #Вот это ДА #изобретение #интересно #молодец #протез #разработка #чудо-протез
Он управляет, похоже, не мозгом , а наклоном головы, это видно в ролике.
Тоже конечно неплохо, парень молодец...
Интересно посмотреть как безрукий им будет управлять, а то ведь может оказаться, что эта штука настроена только на конкретного человека.
PS с помощью ЭЭГ пока никто ни чем сложным управлять не научился, к сожалению...
А в это время власти США придумали руку которая управляет разумом укроритэков.
осталось рассказать - чем он считывает "мозговые волны" и как загружает полученные данные в компьютер?
Интерфейс Мозг-Компьютер исследуют уже второй десяток лет, и еле-еле продвинулись так чтоб человек мог силой мысли курсор по экрану двигать вверх-вниз, после нескольких лет тренировок, под присмотром десятков разных спецов как из области датчиков, так и из областей кибернетики, имплантов и исследователей активности мозга, при многомиллионных бюджетах.
А тут школьник, у которого в силу возраста - нет необходимых знаний, взял и создал. Я таки думаю тут либо желтопрессная чушь, либо рука работает от движения скальпа, и то знает пару движений на уровне - сжать клешню, показать, показать "ок".
В противном случае - ему без всяких но, должны выдать Нобелевскую премию сразу по нескольким категориям, а весь научный мир буде посрамлён.
Мне кажется, разница в том, что большинство исследователей работают с целью заработать побольше бабок.
А школьник работал за идею.
И конечно не факт, что у него эту идею не отожмут в дальнейшем.
США это место где профессоры из России учат китайских студентов.
Но когда этот милый мальчик начнет лицензировать и пытаться наладить производство, его имя и фамилия исчезнут из перечня тех кто изобрел это.
Так получается в большинстве случаев в США.
Туда уехало очень много талантливых из России, но вот загадка, они ничего не изобрели.))))))
Из США? А че, и там все умные из Китая?))))
главное, чтобы не отвалился вайфай
А ни че, что он китаец? Причём тут амеры?
А ни че, что он китаец? Причём тут амеры?
Скажи буряту что он не россиянин и не посылай его больше никуда. Да и кстати не только буряту.
А при чем тут амеры? Где сказано? Написано - "ИЗ сша". А жить в штатах могут и китайцы, и корейцы, и русские и даже негры! Прикинь! ))))
Чисто с инженерной и программистской точки зрения как-то задумывался над этой темой. На мой взгляд основной непроходимый затык - как раз в преобразовании информации между мозгом и протезом. Тем более при бесконтактном чтении мозговых ритмов. При этом про "мозговые волны" как-то поверхностно изложено. И это ключевое устройство на голове как-то простовато выглядит для этой задачи, даже только для ЭЭГ.
Не просто так делают операции на мозге за сотни тысяч, т.к. по сути это сложнейшая система для чтения и преобразования ритмов головного мозга. А тут 16-летний подросток справился в одиночку с алгоритмами и машинным обучением.
Верю, что можно это сделать по распознаванию жестов. Например, когда его руки лежат на столе, протез хватает вещи при закрывании век и отпускает при широком открытии глаз. В "локте" протез движется синхронно с движением головы. Считать хватательные жесты со здоровой руки еще меньшая проблема.
Но про "мозговые волны" не верю. Если было бы все так просто, специалисты давно освоили бы это поле.
Разубедите, кто в теме..
Это его первым убьёт Сара Коннор?
Хотелесь бы по подробнее о реализации нейроного интерфейса(как школьник-ардуинщик смог его реализовать, все-таки головной мозг это не регистры в микроконтроллере) . А то на бумаге у китайцев, или кто он там, все хорошие, а на деле шляпа.
То есть, чтобы раскочегарить эту руку, нужно хорошенько срать захотеть?
управлять силой мысли непросто!
Я одного понять не могу, как мы пришли к такому что этим важным для всех людей с ограниченными возможностями делом занимаются школьники у себя дома на энтузиазме, а не исследовательские институты которые спонсируются кучей государственных денег?
Воруют и осваивают везде.
да это бич всего СНГ(
Под "везде" я имел ввиду весь мир.
Вот и Гугл с М**той говорили, какие они гении. Вы просто плохо представляете себе почему это так. Есть кто-то, кто сделал нечто важное. К нему приходят люди и предлагают это самое важное у него купить. Вариантов у него будет два: Продать или не продать. До патентирования, в случае если у него много денег, он не доживёт. Вы действительно считаете, что таких протезов раньше никто не создавал? Да этими патентами завалены целые хранилища и будут они там лежать вечно, ибо это не выгодно никому. А если не захочет общаться, закончит как создатель ДеЛореана, из-за 10кг кокаина, который ему подбросила Дженерал Моторс с ним не захотел иметь дела никто, ни банки, ни частные инвесторы, или того чувака, который сделал мотоцикл то ли на воде, то ли на водороде, его до сих пор найти не могут. И никогда не найдут. Остаётся сотрудничать. В случае Гугла с ЦРУ и государством в целом. И именно поэтому они так развились.
Недоговорил. Так вот, эти люди, которые покупают изобретение и патентуют его, а патент кладут в хранилище, чтобы уже никто не смог просто так воспользоваться изобретением в промышленных масштабах.