마리오 카트와 같은 레이싱 게임을 플레이하고 두뇌만 사용하여 한 바퀴에 일련의 복잡한 회전을 수행한다고 상상해 보십시오.
이것은 비디오 게임 판타지가 아니라 오스틴에 있는 텍사스 대학교의 엔지니어들이 운동 장애가 있는 사람들의 삶을 개선하는 데 도움이 되는 뇌-컴퓨터 인터페이스 연구의 일환으로 만든 실제 프로그램입니다. 또한 연구원들은 기계 학습 기능을 뇌-컴퓨터 인터페이스와 결합하여 만능 솔루션으로 만들었습니다.
종종 이러한 장치는 각 사용자에 대한 광범위한 보정이 필요하며(모든 뇌는 건강하든 장애가 있든 상관없이 다릅니다) 이는 주류 채택의 주요 장벽이었습니다. 이 새로운 솔루션을 사용하면 개별 피험자의 요구 사항을 빠르게 이해하고 반복을 통해 자체 보정할 수 있습니다. 즉, 개별 상황에 맞게 조정할 필요 없이 여러 환자가 장치를 사용할 수 있습니다.
"우리가 임상 조정에서 이것을 고려할 때, 이 기술은 저희가 이 길고 지루한 구경측정 과정을 실행하는 전문가의 팀을 위한 필요를 제거하는 것을 허용할 것입니다,"는 Satyam Kumar, José del R. Millán, Cockrell 공과 대학에 전기 및 컴퓨터 공학의 찬드라 가족 부에 있는 교수 및 Dell 의과 대학에 신경학의 부에 있는 대학원생을 말했습니다. "한 환자에서 다른 환자로 옮기는 것이 훨씬 빠릅니다. "
캘리브레이션이 필요 없는 인터페이스에 대한 연구는 PNAS Nexus에 게재되었습니다.
왼쪽에서 오른쪽으로: 사티암 쿠마르(Satyam Kumar), 후세인 알라위에(Hussein Alawieh), 호세 델 R. 밀란(José del R. Millán).
피험자는 컴퓨터에 연결된 전극으로 채워진 모자를 쓰고 있다. 전극은 뇌의 전기 신호를 측정하여 데이터를 수집하고, 디코더는 그 정보를 해석하여 게임 동작으로 변환합니다.
뇌-컴퓨터 인터페이스에 대한 Millán의 연구는 사용자가 시간이 지남에 따라 변화, 성장 및 재구성하는 뇌의 능력인 신경 가소성을 전달하고 강화하는 데 도움이 됩니다. 이 실험은 환자의 뇌 기능을 개선하고 뇌-컴퓨터 인터페이스로 제어되는 장치를 사용하여 삶을 더 쉽게 만드는 것을 목표로 합니다.
이 경우 액션은 레이싱 게임과 숫자 막대의 왼쪽과 오른쪽의 균형을 맞추는 더 쉬운 작업의 두 가지입니다. 한 전문가는 더 간단한 바 작업을 위한 "디코더"를 개발하도록 훈련을 받았고, 이를 통해 인터페이스가 뇌파를 명령으로 변환할 수 있게 되었습니다. 디코더는 다른 사용자를 위한 기반이며 긴 보정 프로세스를 피하는 데 중요합니다.
디코더는 잘 작동하며, 피험자들은 바 게임과 더 복잡한 레이싱 게임을 위해 훈련하는데, 이 게임은 몇 단계의 사전 생각이 필요합니다.
연구진은 이 연구가 더 많은 뇌-컴퓨터 인터페이스 혁신을 위한 토대를 마련했기 때문에 기초라고 불렀다. 이 프로젝트에는 운동 장애가 없는 18명의 피험자가 사용되었습니다. 결국, 그들은 이 길을 계속 가면서 운동 장애가 있는 사람들에게 임상 환경에서 더 큰 그룹에 적용하기 위해 테스트할 것입니다.
"한편으로 우리는 BCI를 임상 영역으로 전환하여 장애인을 돕고 싶습니다. 다른 한편으로는, 이러한 장애인들에게 더 큰 영향을 미칠 수 있도록 사용하기 쉽도록 기술을 개선해야 합니다"라고 Milan은 말했습니다.
번역 연구와 병행하여 Milan과 그의 팀은 사용자가 뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 탐색할 수 있는 휠체어에 대한 연구를 계속하고 있습니다. 이번 달 SXSW 컨퍼런스 및 페스티벌에서 연구원들은 손과 팔을 위한 두 개의 재활 로봇을 제어하는 이 기술의 또 다른 잠재적 용도를 시연했습니다. 이것은 새로운 논문의 일부가 아니라 기술이 미래에 어디로 가고 있는지에 대한 신호입니다. 몇몇 사람들이 몇 분 안에 뇌 조종 로봇을 성공적으로 작동시키기 위해 자원했다.
"이 기술의 목적은 사람들을 돕고 일상 생활에서 그들을 돕는 것입니다"라고 Milan은 말했습니다. "우리는 계속해서 이 길을 따를 것이며, 우리가 어디에 있든 가서 사람들을 도울 것입니다. "