06.07.2012

Как управлять роботом с помощью фМРТ, находясь от него за тысячи километров

Управление неавтономными дронами опирается на джойстики и прочие сенсоры, более подходящие игровым приставкам. Исследователи из Университета Бар-Илана (Израиль) под общим руководством Ори Коэна (Ori Cohen) использовали функциональную магнитно-резонансную томографию, чтобы при помощи сигналов от человеческого мозга управлять двуногим роботом, находящимся в Технологическом институте в Безье (Франция), пишет BBC News.

Функциональная МРТ (фМРТ) — это разновидность магнитно-резонансной томографии, которая фиксирует изменения в токе крови, вызванные нейронной активностью головного (или спинного) мозга. Она позволяет определить активность той или иной области мозга под влиянием различных внешних факторов. Попытки использование фМРТ для контроля удалённого робота уже предпринимались, однако впервые управление гуманоидным механизмом, располагающимся в Европе, осуществлено человеком, находящимся в Азии.

Чтобы сделать это возможным, с помощью фМРТ отслеживался ток крови в отделе мозга, отвечающем за движения: подопытный израильский студент Тирош Шапира представлял себе, что он движется, и его робот-аватар, получая сигналы от фМРТ-сканера, передаваемые по стандартной линии связи, воспроизводил задуманные человеком движения.

Это резкий качественный рывок по сравнению с джойстиками, используемыми сегодня. Реакция мозга значительно быстрее, чем у пальцев рук, да и доступная сложность движений, реализуемых под таким управлением, потенциально гораздо выше. Как управлять гуманоидом джойстиком, если вы хотите пошевелить пальцами рук-ног, затем повращать локтевыми суставами и так далее? Решение этой задачи посредством обычного манипулятора требует запоминания ряда комбинаций, да и их набор не может быть молниеносным.

Разумеется, информация с камеры, установленной в голове робота, передавалась экспериментатору, однако и это не давало гарантий защиты от всех проблем. Выяснилось, что определение движения специально разработанным ПО происходит некоторое время спустя с того момента, как человек начинает думать об этом движении. Чтобы снять эту проблему, подопытному пришлось думать о желаемом движении с некоторым упреждением: только тогда робот действовал как должно.

Другая трудность: несоответствие размеров тела экспериментального робота (около метра высотой) и тела человека. Чтобы адекватно управлять «аватаром», последний в идеале должен соответствовать нам габаритами и пропорциями. Однако израильтяне не унывают, ведь следующий опыт пройдёт с роботом KAWADA HRP-4 разработки Kawada Industries.

И тем не менее, способность нового интерфейса действовать почти в реальном времени изумительна! Она открывает новые перспективы как для телеуправляемых роботов, так и для БПЛА и ряда военных приложений.

DARPA не так давно заявила об интересе к аватароподобным системам управления гуманоидных боевых роботов, способных применять стрелковое оружие. Логичный шаг, вытекающий ещё из концепции телеуправляемых БПЛА и ожидаемый для страны, не могущей позволить себе потери живой силы по политическим соображениям. Тем более не пройдут мимо этой мысли израильтяне, перед которыми все эти проблемы стоят не в пример резче.

Впрочем, на скорое внедрение технологии надеяться не стоит: ни аппаратура фМРТ, ни сами гуманоиды по своей функциональности к столь ответственному шагу, как замена человека роботом на линии огня, не готовы. Но ведь и БПЛА, описанные фантастами сотню лет назад, когда-то казались безответственным вымыслом...

Александр Березин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА