この外骨格は実際に着用者の思考によって制御されています

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ヒューストン大学のエンジニアJose Contreras-Vidalは、サイエンスフィクションよりも未来的な研究を行っています。 彼は脳の信号を解釈し、それらを運動に変える「脳と機械のインターフェース」を開発しました。 このインターフェイスを使用して、彼はユーザーの心によって制御されるバイオニックハンドとコンピューターアバターを作成しました。

しかし、彼の作品の目玉は、麻痺した人々が歩くのを助けるための思考制御された外骨格です。 過去数年間、Contreras-Vidalは、ニュージーランドを拠点とするREX Bionicsによって開発されたREX下半身外骨格を使用してきました。 外骨格は、ジョイスティックで制御するように作られています。 しかし、Contreras-Vidalと彼のチームは、ブレインマシンインターフェイスで使用するバージョンを後付けしました。 外骨格のユーザーは、頭皮上のセンサーが脳の電気的活動を読み取る電極キャップを着用します。 Contreras-Vidalと彼のチームによって開発されたアルゴリズムは、脳の情報を「解釈」し、それを外骨格の動きに変換します。 言い換えれば、着用者は「動き、左膝」と考え、アルゴリズムはそれを行動に変えます。 負傷していない人でも、情報が脳から身体に移動するのに一瞬かかるので、これは比較的速い動きを作り出すことができます。

「ムーブメントを計画するときはいつでも、実際にムーブメントを見る前に情報があります」とコントレラス・ビダルは言います。

長年にわたって多くの研究者が、脳に埋め込まれた電極を使用して麻痺した人々の動きを助けてきました。 Contreras-Vidalの特許出願中のシステムは、非侵襲的であるため異なります。ユーザーは電極キャップを自由に着脱できます。 これは、外骨格を使用して歩行能力を回復し、自力で歩くことを学ぶ脳卒中の患者など、外骨格のみを一時的に必要とする患者の場合に特に有用です。 （ブラジル主導のチームは、対麻痺者が2014年ワールドカップを開始できるように、脳を制御する非侵襲性の外骨格を開発しました。ただし、このスーツは、ユーザーが一人で歩くことを許可しませんでした）。

思考制御された外骨格は、脳の言語の解読に関する長年の研究の結果です。 ヒューストン大学のContreras-Vidalは、エンジニア、神経科学者、医師、コンピューターの専門家、さらにはアーティストのチームを雇用する非侵襲的脳-機械インターフェースシステム研究所を指揮しています。 ヒューストンの前に、彼はメリーランド大学の神経工学とスマート補綴の研究室を指揮し、そこで切断者のための脳制御補綴の開発に取り組みました。 Contreras-Vidalによれば、思考を運動に変換するために使用されるアルゴリズムは絶えず改善されており、「創造的なプロセス」と呼ばれています。

現在、彼の研究室では、ブレインマシンインターフェイスを使用したいくつかのプロジェクトに取り組んでいます。 あるプロジェクトでは、電極キャップを使用した子供の神経運動の発達に注目しています。 チームは、このプロセスのより良い理解が、自閉症などの神経発達障害のある子供を最終的に助けることを願っています。 別の人は、人々がアートを体験したときに脳で何が起こるかを理解しようとし、美術館の観客がアートのインスタレーションを見るときに電極キャップを取り付けます。

脳が制御する外骨格は現在試験中です。 すでに多くの実際のシナリオで使用されています。 イギリスの四肢麻痺の男性が、最近イタリアでの会議で外骨格を使って歩いた。

Contreras-Vidalと彼の学生の何人かは、スミソニアンの今後のイノベーションフェスティバルで外骨格をデモンストレーションします。 フェスティバルは、スミソニアン協会と米国特許商標庁とのコラボレーションで、9月26日と27日にアメリカ国立歴史博物館で開催されます。

「科学者は一般の人々、特に子供たちと話す必要があると思うので、スミソニアンに行くことに非常に興奮しています」とコントレラス・ビダルは言います。 「彼らは、この種のテクノロジーに触れて、それが本当に創造と革新に関するものであることを確認する必要があります。」

ロボットのような外骨格は、子供や他のフェスティバル参加者にとって印象的ではないかのように、Contreras-Vidalと彼のチームは、電極キャップを装着することにより、訪問者が画面上で自分の脳波を見ることができるようにします。 Contreras-Vidalは、人の脳波へのチューニングを「神経交感に耳を傾ける」と説明しています。

「すべての主要な領域がアンサンブルの一部であり、このアンサンブルの各プレーヤーが行動の何らかの側面を担当する交響曲として脳を見るのが好きです」と彼は言います。 「この音楽を再生するには、調整する必要があります。」

芸術と科学の重なりは、コントレラス・ヴィダルの作品の重要な部分です。 過去に、彼はアーティストを頭脳の創造的なプロセスを凝視するために結びつけました。 最近では、ダンサーと仕事をしています。 Your Brain on Danceと呼ばれるプロジェクトでは、ダンサーに電極キャップを装着し、パフォーマンスの結果として脳波を画面に表示しました。 彼は最終的に、運動の神経基盤に対するこの種の調査は、パーキンソン病および他の脳疾患の新しい理解につながると考えています。

イノベーションフェスティバルでは、訪問者はこのようなダンスパフォーマンスを楽しむことができます。

「科学者は芸術から多くを学ぶことができますし、その逆も可能です」とContreras-Vidal氏は言います。 「これが人々、特に子供たちの想像力を捉えることを望んでいます。」

イノベーションフェスティバルは、9月26日と27日の午前10時から午後5時まで、アメリカ歴史博物館で開催されます。発明者、学術機関、企業、政府機関。