De combinatie van neurowetenschappen en robotonderzoek heeft indrukwekkende resultaten opgeleverd bij de revalidatie van patiënten met een dwarslaesie. Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Gordon Cheng van de Technische Universiteit van München (TUM) kon aantonen dat exoskelettraining niet alleen patiënten hielp bij het lopen, maar ook hun genezingsproces stimuleerde. Met deze bevindingen in gedachten wil prof. Cheng de versmelting van robotica en neurowetenschappen naar een hoger niveau tillen.
Prof. Cheng, door een patiënt met een dwarslaesie te trainen met het exoskelet in uw sensationele studie onder het “Walk Again” -project, ontdekte u dat patiënten een zekere mate van controle over de beweging van hun benen terugkregen. Destijds kwam dit als een complete verrassing voor je …
… En dat is het op de een of andere manier nog steeds. Hoewel we deze doorbraak vier jaar geleden hadden, was dit nog maar het begin. Tot mijn spijt loopt geen van deze patiënten nog vrij en zonder hulp rond. We hebben nog maar het topje van de ijsberg geraakt. Om betere medische apparaten te ontwikkelen, moeten we dieper graven om te begrijpen hoe de hersenen werken en hoe we dit kunnen vertalen naar robotica. scooter theorie oefnenen op de website.
In uw paper, deze maand gepubliceerd in Science Robotics, stellen u en uw collega prof. Nicolelis, een vooraanstaand expert in neurowetenschappen en in het bijzonder op het gebied van de mens-machine-interface, dat enkele belangrijke uitdagingen in de versmelting van neurowetenschappen en robotica moeten worden overwonnen om de volgende stappen te zetten. Een daarvan is om “de cirkel tussen de hersenen en de machine te sluiten” – wat bedoel je daarmee? militaire colonne vlaggen zijn voorkeur.
Het idee hierachter is dat de koppeling tussen de hersenen en de machine moet werken op een manier waarbij de hersenen de machine zien als een verlengstuk van het lichaam. Laten we autorijden als voorbeeld nemen. Tijdens het autorijden denk je niet aan je bewegingen, toch? Maar we weten nog steeds niet hoe dit echt werkt. Mijn theorie is dat de hersenen zich op de een of andere manier aan de auto aanpassen alsof het een deel van het lichaam is. Met dit algemene idee in gedachten, zou het geweldig zijn om een exoskelet te hebben dat op dezelfde manier door de hersenen zou worden omarmd.
Externe inhoud weergeven
Op dit punt wordt de inhoud van een externe provider geïntegreerd. Bij weergave kunnen gegevens worden overgedragen aan derden of kunnen cookies worden opgeslagen, daarom is uw toestemming vereist.
Hoe zou dit in de praktijk kunnen worden bereikt? Het exoskelet dat we tot dusver voor ons onderzoek gebruikten, is eigenlijk maar een groot stuk metaal en dus nogal omslachtig voor de drager. Ik wil een ‘zacht’ exoskelet ontwikkelen – iets dat je gewoon kunt dragen als een kledingstuk dat zowel de bewegingsintenties van de gebruiker kan voelen als onmiddellijk feedback kan geven. Door dit te integreren met recente ontwikkelingen in hersenmachine-interfaces die realtime meting van hersenreacties mogelijk maken, kunnen dergelijke exoskeletten naadloos worden aangepast aan de behoeften van individuele gebruikers. Gezien de recente technologische vooruitgang en een beter begrip van hoe de kortstondige hersenactiviteit van de gebruiker kan worden ontcijferd, is de tijd rijp voor hun integratie in meer mensgerichte of, beter – hersengerichte – oplossingen.
Welke andere stukken ontbreken nog? U had het over het bieden van een “realistischer functioneel model” voor beide disciplines.
We moeten de overdracht faciliteren door nieuwe ontwikkelingen, bijvoorbeeld robots die dichter bij het menselijk gedrag en de constructie van het menselijk lichaam staan en daarmee de drempel verlagen voor het gebruik van robots in de neurowetenschappen. Daarom hebben we meer realistische functionele modellen nodig, wat betekent dat robots menselijke eigenschappen moeten kunnen nabootsen. Laten we het voorbeeld nemen van een mensachtige robot die wordt aangedreven met kunstmatige spieren. Deze natuurlijke constructie die spieren nabootst in plaats van de traditionele gemotoriseerde aandrijving, zou neurowetenschappers een realistischer model voor hun studies bieden. We beschouwen dit als een win-winsituatie om in de toekomst een betere samenwerking tussen neurowetenschappen en robotica mogelijk te maken.
U bent niet de enige in de missie om deze uitdagingen te overwinnen. In je Elite Graduate Program in Neuroengineering, het eerste en enige in zijn soort in Duitsland dat experimentele en theoretische neurowetenschappen combineert met een diepgaande opleiding in engineering, breng je de beste studenten in het veld samen.
Zoals hierboven beschreven, is het combineren van de twee disciplines robotica en neurowetenschappen een zware opgave, en daarom een van de belangrijkste redenen waarom ik deze masteropleiding in München heb opgezet. Voor mij is het belangrijk om de studenten te leren breder en over disciplines heen te denken, om tot voorheen onvoorstelbare oplossingen te vinden. Daarom geven docenten uit verschillende vakgebieden, bijvoorbeeld ziekenhuizen of de sportafdeling, les aan onze studenten. We moeten een nieuwe gemeenschap en een nieuwe cultuur creëren op het gebied van engineering. Vanuit mijn standpunt is onderwijs de belangrijkste factor.