Lengan Robot yang Dikendalikan Otak Ini Dapat Memutar, Menggenggam — dan Merasa


Otak memiliki dua arah: otak mengambil informasi sementara juga mengirimkan sinyal ke seluruh tubuh, menyuruhnya untuk bertindak. Bahkan gerakan yang tampak sesederhana meraih cangkir memanggil otak Anda untuk mengendalikan otot tangan dan juga mendengarkan ke saraf di jari Anda.

Karena otak Copeland tidak terluka dalam kecelakaan itu, ia masih — secara teori — mengelola dialog masukan dan keluaran ini. Tetapi sebagian besar pesan listrik dari saraf di tubuhnya tidak mencapai otak. Ketika tim Pittsburgh merekrutnya untuk belajar, mereka ingin mencari solusi. Mereka percaya bahwa otak orang yang lumpuh dapat menstimulasi lengan robotik dan dirangsang oleh sinyal listrik darinya, yang pada akhirnya menafsirkan rangsangan itu sebagai perasaan disentuh di tangan mereka sendiri. Tantangannya adalah membuat semuanya terasa alami. Pergelangan tangan robotik harus terpelintir saat Copeland ingin memutar; tangan harus menutup saat ingin meraih; dan ketika kelingking robot itu menyentuh benda keras, Copeland akan merasakannya di kelingkingnya sendiri.

Dari empat susunan mikro-elektroda yang ditanamkan di otak Copeland, dua kisi membaca maksud gerakan dari korteks motoriknya untuk memerintahkan lengan robotik, dan dua kisi menstimulasi sistem sensoriknya. Sejak awal, tim peneliti tahu bahwa mereka dapat menggunakan BCI untuk menciptakan sensasi sentuhan pada Copeland hanya dengan mengalirkan arus listrik ke elektroda tersebut — tidak diperlukan sentuhan atau robotika yang sebenarnya.

Untuk membangun sistem, peneliti memanfaatkan fakta bahwa Copeland mempertahankan beberapa sensasi di ibu jari kanan, telunjuk, dan jari tengahnya. Para peneliti menggosok Q-tip di sana saat dia duduk di pemindai otak magnetik, dan mereka menemukan kontur otak tertentu yang sesuai dengan jari-jari itu. Para peneliti kemudian menerjemahkan niatnya untuk bergerak dengan merekam aktivitas otak dari elektroda individu saat dia membayangkan gerakan tertentu. Dan ketika mereka menyalakan arus ke elektroda tertentu dalam sistem sensoriknya, dia merasakannya. Baginya, sensasi itu sepertinya datang dari pangkal jari-jarinya, di dekat telapak tangan kanannya. Ini bisa terasa seperti tekanan atau kehangatan alami, atau kesemutan yang aneh — tetapi dia tidak pernah mengalami rasa sakit apa pun. “Saya sebenarnya hanya menatap tangan saya saat itu terjadi seperti, ‘Sobat, itu benar-benar terasa seperti seseorang bisa menyodok di sana,’” kata Copeland.

Setelah mereka memastikan bahwa Copeland dapat mengalami sensasi ini, dan bahwa para peneliti mengetahui area otak mana yang harus dirangsang untuk menciptakan perasaan di berbagai bagian tangannya, langkah selanjutnya adalah membuat Copeland terbiasa mengendalikan lengan robot. Dia dan tim peneliti menyiapkan ruang pelatihan di lab, menggantung poster Pac Man dan meme kucing. Tiga hari seminggu, seorang peneliti akan mengaitkan konektor elektroda dari kulit kepalanya ke rangkaian kabel dan komputer, dan kemudian mereka akan menghitung waktunya saat dia menggenggam balok dan bola, memindahkannya dari kiri ke kanan. Selama beberapa tahun, dia menjadi sangat bagus. Dia bahkan mendemonstrasikan sistem untuk presiden Barack Obama saat itu.

Tapi kemudian, kata Collinger, “Dia agak mandek di level kinerjanya yang tinggi.” Orang yang tidak lumpuh membutuhkan waktu sekitar lima detik untuk menyelesaikan tugas pemindahan objek. Copeland terkadang bisa melakukannya dalam enam detik, tetapi waktu mediannya sekitar 20.

Untuk membuatnya melewati punuk, inilah saatnya untuk mencoba memberinya umpan balik sentuhan waktu nyata dari lengan robot.

Jari-jari manusia merasakan tekanan, dan sinyal listrik yang dihasilkan mengalir di sepanjang akson seperti benang dari tangan ke otak. Tim mencerminkan urutan itu dengan menempatkan sensor pada ujung jari robotik. Tetapi objek tidak selalu menyentuh ujung jari, jadi sinyal yang lebih andal harus datang dari tempat lain: sensor torsi di dasar digit mekanis.

Diposting oleh : joker123