Инженеры предложили инновационный бионический протез
Биомедицинские инженеры из Университета Ньюкасла создали бионический протез нового поколения, который иначе показывает соотношение зрительной и моторной координации. Суть в том, что ученые решили совместить подвижные протезы с машинным обучением и камеры. В будущем мы готовы были увидеть многие вещи, но не руки с камерой, а оказывается, что именно так можно улучшить работу протезов.
Современные протезы прошли очень длинный путь от металлических крючков к подвижным и управляемым протезам, однако это не конец, добившись того, чтобы протезы стали управляемыми ученые стали искать возможности сделать эти протезы удобнее, гибче, привычнее со стороны взаимодействия человека со своими конечностями. Таким образом протезы со стандартными камерами в сочетании с машинным обучением позволят пациентам понять как управлять бионическим протезом автоматически без сознательной эксплуатации прибора.
Использование любых протезов подчас занятие более трудоемкое, нежели жизнь без их использования, все дело в том, что мы не должны постоянно отдавать себе приказ для любого движения пальцами, кистью, или для того, чтобы что-то взять, а вот бионическому протезу необходимо давать очень четкие команды, что усложняет использование протеза в целом. Идея заключается в том, что машинное обучение будет фиксировать те или иные сигналы владельца протеза, а камера будет передавать картинку предшествующую сигналу, таким образом все элементарные действия уже не будут требовать физических и психологических затрат, многие записанные действия будут осуществляться автоматически.
"Протезы конечностей изменились очень мало за последние 100 лет - дизайн намного лучше, и материалы имеют меньший вес и более долговечны, но они еще работают так как надо," - говорит доктор Киануш Назарпур, старший преподаватель кафедры Биомедицинской инженерии в университете Ньюкасла: "Используя компьютерное зрение мы разработали бионическую руку, которая может автоматически реагировать на самом деле, просто как настоящая рука, пользователь может протянуть руку и поднять чашку или бисквит бросив беглый взгляд в правильном направлении. Отклик был одним из главных барьеров для искусственных конечностей. Для многих пациентов контрольной точкой является их здоровая рука или нога. Теперь, впервые за века, мы разработали &8216;интуитивную' силу, которая может реагировать не думая."
Для тренировки новой технологии была разработана сверточная нейронная сеть, которую обучили на 72 изображениях поделенных на несколько классов воздействия.
"Мы хотели показать компьютеру картинку, например, палку", - говорит ведущий автор исследования: "Но не только одну картину, многие образы, где они же торчат из разных углов и направлений, даже при различном освещении и на разных фонах и их в итоге узнает компьютер, чтобы понять - он должен поднять ручки вверх. Так что компьютер-это не только соответствующий образ, он учится распознавать объекты и группировать их по типу, чтобы успешно их брать. Именно это позволяет ему точно оценить и подобрать объект, который он никогда не видел прежде - огромный шаг вперед в разработке бионической конечности."
