「ウォークアゲイン」プロジェクトの一環として、彼のオフィスで外骨格を持った麻痺患者を訓練する、教授。 ゴードン・チェン （Institute of Cognitive Systems、ICS、Germany）は驚いた。 患者は脚の動きをある程度制御できるようになりました。 小さな驚きではありません。
2016年で、まだ始まったばかりでした。 XNUMX年後、それらの患者の誰もまだ自由にそして助けなしで歩くことができません、しかし道は引かれました。 ロボティクスは、障害を持つ人々を助けるだけでなく、治癒過程を助けることさえできます。
人は、ロボット工学と神経科学において、水中の単一の氷山である可能性があるもののXNUMXつのポイントを見てきました。
より良い医療機器を開発するには、脳がどのように機能し、それをロボット工学の言語に翻訳する方法を理解するために、より深く掘り下げる必要があります。
脳と機械の間の回路を閉じる
彼らの記事で 今月「サイエンスロボティクス」に掲載、チェンと彼の同僚であるニコレリス教授は、神経科学、特にヒューマンマシンインターフェースの分野の第一人者の一人であり、神経科学とロボット工学の融合に向けて進むためには、いくつかの重要な課題を克服する必要があると主張しています。 これらのXNUMXつは、「脳と機械の間の回路を閉じる」ことです。
これはどういう意味ですか？
脳が機械を体の延長として考えれば、脳と機械の間の結合が機能するという考えです。
例としてガイドを取り上げましょう。 車を運転している間、私たちは常に自分の行動について考えているわけではありませんか？ しかし、それが実際にどのように機能するかはまだわかりません。
さて、XNUMX人の学者の理論は、脳はまるで体の延長であるかのように、どういうわけか車に適応するというものです。 この一般的な考え方を念頭に置いて、外骨格を同じように脳で見ることができれば素晴らしいと思います。
これは実際にどのように達成できますか？
チェンがこれまで彼の研究に使用した外骨格は、実際には単なる大きな金属片であり、着用者にとってはかなりかさばります。
「柔らかい」外骨格を開発する必要があります。これは、ユーザーの動きの意図を認識し、即座にフィードバックを提供できる、単に衣服として着用するものです。
最近の進歩 脳と機械のインターフェース それらは、個々のユーザーのニーズにそのような外骨格のシームレスな適応を可能にするでしょう。 最近の技術の進歩と方法のより良い理解を考えると ユーザーの瞬間的な脳活動をデコードする、より人間中心の、またはより良い、脳中心のソリューションへの統合の時期が来ています。
他に何が欠けているでしょうか？ 両方の分野のより現実的な機能モデル。
したがって、ロボティクスのしきい値を下げ、神経科学での使用を促進するには、人間の構造と行動に近いロボットが必要です。 これが、より現実的な機能モデルが必要な理由です。つまり、ロボットは人間の特性を模倣できる必要があります。
人工筋肉を動力源とするヒューマノイドロボットの例を見てみましょう、またはChengのような「スキン」が提供されます 何年も実験してきました。 従来の電動活性化の代わりに筋肉を模倣するこの自然な構造は、神経科学者に彼らの研究のためのより現実的なモデルを提供するでしょう。
これは、将来、神経科学とロボット工学の間のより良い協力を促進する、win-winの状況の多くの可能な例のXNUMXつです。
神経科学とロボット工学：タスクフォース
これらの課題を克服する使命を果たしているのは、チェンとニコレリスだけではありません。 ドイツでは、神経工学のエリート卒業生と呼ばれる最初で唯一のプログラムが、実験的および理論的な神経科学と詳細な工学トレーニングを組み合わせ、この分野で最高の学生を集めています。
汎用性トレーニングは重要な要素になります。 ロボット工学と神経科学のXNUMXつの分野を組み合わせるのは難しい作業です。そのため、想像を絶する解決策を見つけるために、学生に広く横断的な方法で考えるように教える必要があります。
未来は、エンジニアリングとロボティクスの分野における新しい科学コミュニティと新しい文化から始まります。
これは、ロボット工学と神経科学が水中で出会う場所であり、同じ氷山のXNUMXつのヒントです。
教育において。
参照：Gordon Cheng、Stefan K. Ehrlich、Mikhail Lebedev、Miguel AL Nicolelis サイエンスロボティクス、2020; 5（49）：eabd1911 DOI：10.1126 / scirobotics.abd1911
