روباتیک به کمک معلولان می‌آید

او مدت‌ها برای ناسا، آژانس هوافضایی ایالات متحده آمریکا در زمینه سلامت فضانوردان، پژوهش روی نحوه رشد سلولی در جاذبه مغز و طراحی سامانه حمایت از حیات لباس فضانوردی کار و تحقیق کرده است.

اما شاید هیجان‌انگیزترین زمینه فعالیت دکتر کاکاوند ، مطالعه برای شناخت و کنترل امواج مغزی به منظور هدایت و راهبری بازوهای روباتیکی بوده که می‌تواند تحولی شگرف در کیفیت زندگی بشر به وجود آورد.

همچنین در صورتی که این ایده روزی محقق شود، می‌توان انتظار داشت کامپیوترهای آینده به جای اتصال به برق، نیاز داشته باشند تا روزی یک حبه قند در دهانشان بیندازیم.

امواج مغزی چگونه تولید می‌شود؟

گروهی که من هم عضوی از آن بودم طی سال‌های بسیاری و قبل از حضور من و بعد از این‌که من هم از آن مرکز رفتم، زیر نظر استاد راهنمای من به طور بسیار هدفمند روی مغز مطالعه انجام می‌دهند. در این مدت ما دریافتیم بخشی از مغز که حرکت به جهات مختلف را هدایت می‌کند با حرکت ما به سمت‌های مختلف، سلول‌های آن سمت‌ها فعال‌تر می‌شوند و صدای بسیار فعال‌تری را اگر به بلندگو وصل کنید تولید می‌کند (صداهایی مانند تق‌تق ولی بسیار شدید دارای نوسان در بخش‌های مختلف به نسبت کم و زیاد شدن حرکت به یک سمت خاص) و طرف مخالف صدایش کمتر می‌شود.

ما این قضیه را با معادلات کسینوسی مدل‌سازی کردیم، البته این به آن معنی نیست که ما روش کار مغز را فهمیدیم بلکه فقط به یک دیدگاه رسیدیم که نوع فعالیت سلول‌های بخشی خاص که در حرکت به جهتی خاص این‌گونه رفتار می‌کنند را شناسایی کردیم.

با بررسی برآیند تمایل حرکت هر سلول مغز و با استفاده از جمع‌برداری و یافتن برآیند کلی تمایل حرکت مجموعه‌ای از سلول‌ها ما می‌توانیم 150 میلی ثانیه زودتر حرکت فرد را پیشگویی کنیم و به طور مثال حدس بزنیم می‌خواهد به چه فرمی برگه‌ای را امضا کند.

این باعث شد ما تقریبا بتوانیم با بررسی عملکرد سلول‌ها جهت حرکت را تقریبا تشخیص دهیم، مغز میلیون‌ها سلول دارد و جهت حرکت بدن با بررسی یک سلول مشخص نمی‌شود. دستورات تا از مغز به نخاع و اعصاب و عضلات برسند حدود 100 تا 150 میلی ثانیه به دلیل واکنش‌های الکتریکی و شیمیایی و کندی عملگرهای بدن ما (ماهیچه‌ها) طول می‌کشد و این همان زمانی است که ما زودتر از حرکت، از انجام آن واقف می‌شویم.

پس ما چون داریم از مغز اطلاعات به دست می‌آوریم می‌توانیم حدود 100 تا 150 میلی ثانیه زودتر بفهمیم که میمون یا انسان قصد حرکت به چه جهتی را دارند.

به طور مثال آزمایش‌های خاصی که روی میمون‌ها در حال انجام است، ما میمون را روی یک صندلی نشاندیم و دست‌های میمون قابلیت حرکت ندارد، میمون گرسنه است. البته قبلا روی مغز میمون توسط عمل جراحی یک مجموعه الکترود قرار داده شده و خروجی آن به یک بازوی روباتیک وصل است، میمون گرسنه ما با چند آزمایش روبه‌رو است، خوراکی‌ای کمی دورتر برای او قرار می‌دهیم و میمون سعی می‌کند بعد از سعی و تلاش فراوان آن را بگیرد. میمون بعد از کمی تلاش براحتی توانست بدون کمک از دست خود و با امواج مغزی، روبات را کنترل کند و خوراکی‌ را بردارد در دهان خود قرار دهد.

همین‌طور آزمایش‌های اولیه‌ای که روی چند معلول داوطلب که قطع نخاع شده بودند، انجام گرفته است و با کمک بازویی روباتیک توانستند کارهایی مانند دست دادن و برداشتن اشیا را انجام دهند.

همه فرمان‌ها از مغز انسان منشأ می‌گیرد، شناخت ما از مغز و پیشرفت تکنولوژی سنسورها و الکترودهای مختلف برای این کار می‌تواند ما را به سمت کنترل کامل سیستم‌ها توسط امواج مغزی ببرد که این مساله می‌تواند توانایی بسیاری را برای معلولان، کم‌توانان و سالمندان فراهم کند و کیفیت زندگی آنها را بهبود بخشد، این مساله زمینه تحقیقاتی بسیار مناسبی برای دانشجویان است.

من به شخصه فکر می‌کنم در 20 سال آینده معلولان با کمک فناوری‌های روباتیک و مهندسی پزشکی حتی براحتی بتوانند رانندگی نمایند و از تمام وسایل استفاده کنند.

آریا صبوری - جام‌جم