Control of a commercially available vehicle by a tetraplegic human using a brain-computer interface
تُظهر هذه الدراسة طفرة في التطبيق الواقعي من خلال تمكين شخص مصاب بشلل رباعي من قيادة سيارة فورد موستانج ماتش-إي عن بُعد والتنقل في بيئات حضرية معقدة بسرعة ودقة تضاهي المشاركين الذين يتمتعون بسلامة حركية، وذلك باستخدام واجهة دماغية حاسوبية مزروعة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
الفكرة الكبرى: القيادة بعقلك
تخيل أنك تجلس في غرفة معيشتك في كاليفورنيا، لكنك تقود سيارة كهربائية جديدة تماماً في ولاية ميشيغان. الآن، تخيل أنك لا تستطيع استخدام يديك أو قدميك؛ لا يمكنك لمس عجلة القيادة أو الضغط على دواسة الفرامل. بدلاً من ذلك، أنت تقود السيارة باستخدام أفكارك فقط.
هذا هو بالضبط ما حققته هذه الدراسة. ساعد فريق من العلماء والمهندسين رجلاً يُدعى "BCI-JJ"، يعاني من إصابة شديدة في النخاع الشوكي (شلل رباعي)، على قيادة سيارة "فورد موستانج ماتش إي" (Ford Mustang Mach-E) حقيقية باستخدام واجهة الدماغ والحاسوب (BCI).
الإعداد: جسر "من العقل إلى الآلة"
فكر في نظام الـ BCI كأنه مترجم عالي التقنية.
- الغرسة: لدى BCI-JJ مستشعرات صغيرة (مثل ميكروفونات مجهرية) وُضعت جراحياً في مكانين محددين في دماغه: أحدهما بالقرب من "مركز التحكم في اليد" والآخر في المنطقة التي تخطط للحركات. هذه المستشعرات تستمع إلى "الدردشة الكهربائية" للخلايا العصبية لديه.
- المُشفّر (Decoder): يعمل جهاز الكمبيوتر كمترجم؛ فهو يستمع إلى إشارات الدماغ ويكتشف ما يريد الرجل فعله. على سبيل المثال، إذا تخيل تحريك إبهامه الأيمن، يفكر الكمبيوتر: "آه، إنه يريد التوجّه يميناً!".
- الرابط عن بُعد: بما أن السيارة موجودة في ميشيغان والرجل في كاليفورنيا، يقوم الكمبيوتر بإرسال "أوامر أفكاره" عبر الإنترنت إلى السيارة. يستقبل كمبيوتر السيارة الإشارة ويقوم بتحريك عجلة القيادة أو الضغط على دواسة الوقود.
التدريب: تعلم "التفكير" في القيادة
قبل قيادة السيارة الحقيقية، كان عليهم تعليم النظام كيفية فهم دماغ BCI-JJ.
- لعبة المؤشر: أولاً، لعبوا لعبة حيث كان عليه تحريك مؤشر على الشاشة بمجرد التفكير في تحريك إبهامه. الأمر يشبه تعلم الكتابة بقلم لم تمسكه من قبل؛ عليك أن تتدرب حتى يتزامن عقلك مع القلم.
- النقرة (The Click): علموه أيضاً كيف يقوم بـ "نقرة" (مثل الضغط على زر الفأرة) من خلال تخيل تحريك سبابة يده اليسرى. كان هذا أمراً حاسماً لعملية الفرملة.
تجربة القيادة: ثلاثة مستويات من الصعوبة
اختبر الفريق النظام في ثلاث سيناريوهات مختلفة، تزداد صعوبة في كل مرة:
1. "موقف السيارات الخالي" (Mcity)
قادوا السيارة الحقيقية في بلدة اختبار مغلقة في ميشيغان لا توجد بها سيارات أخرى.
- التحدي: مجرد التوجيه والانطلاق، دون القلق بشأن إشارات المرور.
- النتيجة: قاد BCI-JJ السيارة بسلاسة؛ استطاع الانعطاف في الزوايا وتغيير المسارات بمجرد التفكير. كان الأمر يشبه قيادة سيارة يتم التحكم فيها عن بُعد، لكن "جهاز التحكم" كان دماغه.
2. "مسار العقبات"
أضافوا لمسة جديدة: مسار يحتوي على أقماع، وعلامات توقف، ومسارات ضيقة.
- التحدي: كان عليه التوقف تماماً عند علامات التوقف وتجنب الاصطدام بالأقماع.
- النتيجة: فعلها! استخدم "فكرة الإصبع الأيسر" للضغط على المكابح و"فكرة الإبهام الأيمن" للتوجيه. لقد اجتاز المسار بشكل جيد تقريباً مثل شخص سليم يقود باستخدام عصا التحكم.
3. "محاكاة مدينة مزدحمة"
أخيراً، انتقلوا إلى محاكاة لعبة فيديو واقعية للغاية لمدينة مزدحمة مع حركة مرور كثيفة، ومشاة، وإشارات مرور.
- التحدي: كان هذا أصعب اختبار. كان عليه قيادة سيارة افتراضية عبر منطقة وسط مدينة مزدحمة، مع الالتزام بجميع قوانين المرور.
- النتيجة: هنا حدث السحر. قاد BCI-JJ السيارة الافتراضية بشكل أفضل من متوسط الأشخاص الأصحاء في الدراسة. ارتكب أخطاءً أقل، وحوادث أقل، واتبع المسار تماماً مثل الأشخاص الذين يستخدمون عصا تحكم الألعاب القياسية.
لماذا هذا مهم؟
قد تسأل: "لماذا لا ننتظر فقط السيارات ذاتية القيادة؟"
رغم أن السيارات ذاتية القيادة رائعة، إلا أنها ليست مثالية بعد؛ فقد ترتبك بسبب الطقس الغريب، أو أعمال البناء، أو المشاة غير المتوقعين. تُظهر هذه الأبحاث أن الإنسان لا يزال بإمكانه أن يكون هو "عقل" السيارة، حتى لو كان جسده مشلولاً.
التشبيه: فكر في السيارة ذاتية القيادة كأنها نظام "طيار آلي" جيد جداً. لكن في بعض الأحيان، يحتاج الطيار الآلي إلى إنسان ليتولى زمام الأمور. تثبت هذه الدراسة أن الشخص المصاب بالشلل يمكنه الإمساك بهذا المقود، ليس بيديه، بل بعقله. إنها تعيد إليه الشعلاً بـ الحرية والاستقلالية.
الخلاصة
لا يتعلق الأمر فقط بقيادة سيارة؛ بل يتعلق بكسر الحواجز. لعقود من الزمن، قيل للمصابين بشلل حاد إنهم لا يستطيعون القيام بأشياء معينة. تقول هذه الدراسة: "في الواقع، يمكنك ذلك".
من خلال ربط الدماغ مباشرة بالآلة، حولوا "الفكرة" إلى "فعل". الأمر يشبه منح الشخص قوة خارقة: القدرة على تحريك العالم من حوله بمجرد الرغبة في حدوث ذلك. هذه قفزة هائلة للأمام في مجال التكنولوجيا، تظهر أن مستقبل التنقل للأشخاص ذوي الإعاقة قد يتم التحكم فيه بالكامل عن طريق العقل.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.