From Sci-Fi to Reality: Driving With a Mind-Controlled Bionic Arm

[Thmmy.gr portal]

  Thmmy.gr portal
   Forum
   Downloads
   Ενεργ. Λογαριασμού
   Επικοινωνία
  
  Χρήσιμα links
   Σελίδα τμήματος
   Βιβλιοθήκη Τμήματος
   Elearning
   Φοιτητικά fora
   Πρόγραμμα Λέσχης
   Πρακτική Άσκηση
   Ηλεκτρονική Εξυπηρέτηση Φοιτητών
   Διανομή Συγγραμμάτων
   Ψηφιακό Καταθετήριο Διπλωματικών
   Πληροφορίες Καθηγητών
   Instagram @thmmy.gr
   mTHMMY
  
  Φοιτητικές Ομάδες
   ACM
   Aristurtle
   ART
   ASAT
   BEAM
   BEST Thessaloniki
   EESTEC LC Thessaloniki
   EΜΒ Auth
   IAESTE Thessaloniki
   IEEE φοιτητικό παράρτημα ΑΠΘ
   SpaceDot
   VROOM
   Panther
  

THMMY.gr Web

Helios_MultiScribbles2SMF Default ThemeSMFone_Blue

[Ανεβάζετε τα θέματα των εξετάσεων στον τομέα Downloads]

Είσαι πρωτοετής;... Καλώς ήρθες! Μπορείς να βρεις πληροφορίες εδώ. Βοήθεια για τους καινούργιους μέσω χάρτη.

Κατεβάστε εδώ το Android Application για εύκολη πρόσβαση στο forum.

Ανεβάζετε τα θέματα των εξετάσεων στον τομέα Downloads με προσοχή στα ονόματα των αρχείων!

[Αντιστοίχηση Μαθημάτων ΝΠΣ με ΠΠΣ]

Επίσημη ενημέρωση για Αντιστοίχηση Μαθημάτων ΝΠΣ με ΠΠΣ και η συζήτηση στο forum.

[Aurelius]

A new type of prosthetic arm has given a double-amputee enough tactile control to pass a driving test. The prostheses, developed by Otto Bock HealthCare, allows Christian Kandlbauer to operate and control the direction indicator lights, horn and all other safety-related devices of his vehicle. The prosthesis is based on targeted muscle reinnervation.

A mind-controlled robotic arm is bringing new independence to an Austrian man who lost his arms, even allowing him to drive a car, the arm's maker announced earlier this week.Created by the German firm Otto Bock HealthCare, the arm has allowed 23-year-old Christian Kandlbauer to pass a driving test with flying colors, giving him the freedom to drive the seven kilometers to and from work each day without assistance.

The device is the first mind-controlled arm prosthesis in Europe. After a high-voltage electrical accident struck Kandlbauer back in 2005, both his arms had to be amputated.

His right arm has since been replaced by a myoelectric DynamicArm, which now operates the steering wheel when he drives his specially equipped Subaru Impreza, modified for him by Paravan.

Taking the place of his left arm, however, is the new, seven-jointed prosthetic arm, which he controls in real time using just his thoughts. He now operates that arm to control the direction indicator lights, horn and all other safety-related devices of his vehicle.
 

Targeted Muscle Reinnervation

The prosthesis is based on targeted muscle reinnervation (TMR), a process by which four key arm nerves are systematically relocated to the surgically segmented chest musculature. Once reinnervation is complete -- it can take several months -- the surface of the chest forms an interface to the patient's brain.

Electric nerve impulses coming from this region can actually be sampled and processed by surface electrodes, according to Otto Bock.

Now, powerful micro-controllers in the prosthesis calculate the motor commands underlying the impulses in real time and generate the equivalent control commands for the arm.

For Kandlbauer, who works in a garage, it's been a dream come true. He obtained his driver's license in October and has been traveling back and forth to work in his own vehicle ever since.
'An Important Extension'

"What's remarkable about the Otto Bock prosthetic technology is the way they have re-engineered the nervous system to make the prosthesis more useful," James Cavuoto, editor of Neurotech Reports, told TechNewsWorld.

"Innovative strategies like this will likely grow the market for motor prostheses in the years ahead," Cavuoto added.

Indeed, following 10 years of pioneering work in TMR, "it is exciting to see this promising new source of command signals being applied to commercial, clinical prostheses," agreed Gerald Loeb, professor of biomedical engineering at the University of Southern California.

It's not clear whether it's truly a case of "mind-control," however, "particularly because other researchers have been working -- with much less success -- on reading out command signals directly from the brain, where the term seems more appropriate," Loeb told TechNewsWorld.

Nevertheless, TMR is "an important extension of the original concept of myoelectric control because it enables users to operate multiple degrees of freedom in a way that is much more natural and intuitive than has been possible before," he explained.

"That sort of command capability is essential to take advantage of the much more sophisticated mechatronic hands and arms that are being developed by several research and commercial groups, including Otto Bock," Loeb added.
A High-Tech Index Finger

Otto Bock is also working on a "high-tech index finger" for Kandlbauer that can sense temperature, identify rough and smooth surfaces and feel the strength of a handshake.

"Micro-sensors that record the temperature, gripping strength and surface characteristics of the object being gripped are integrated into the tip of the index finger on the prosthetic hand," explained Hubert Egger, head of the mind-controlled arm project.

Currently, however, the prosthesis with sensory perception is only a prototype. It will likely take another four years of development before Kandlbauer can use it on a day-to-day basis, Otto Bock said.

Απο http://www.technewsworld.com/story/From-Sci-Fi-to-Reality-Driving-With-a-Mind-Controlled-Bionic-Arm-69995.html

[Εσύ]

Πωωωωωωωωωωωωωωω like!!!
thumbs up!!
+inf*inf*inf!!!
Ξέρουμε περίπου πως δουλεύει,εννοώ ψηφιοποίηση των σημάτων του εγκεφάλου και εγκατάσταση επεξεργαστή με λειτουργικό σύστημα...( Τι ισχύ έχουν οι παλμοί των νευρώνων,έχει ενισχυτές; Υπάρχουν πολλά νεύρα ένα για κάθε κίνηση ή λίγα στέλνουν παλμούς διαφορετικού πλάτους,γενικά ο έλεγχος της κίνησης τι "διαμόρφωση" χρησιμοποιεί; Υπάρχει κάποιο είδος θορύβου,τα νεύρα είναι σαν κυματοδηγοί; Τι γίνεται; Ας μας διαφωτίσει κάποιος που ξέρει λεπρομέρειες,ιδιαίτερα ενδιαφέρον πεδίο για έρευνα πιστεύω!!

[Aurelius]

Αφου το τεχνητο μελος ειναι εμπορικο προιον, δυσκολα να βρεις πως δουλευει το συγκεκριμενο. Εαν ενδιαφερεσαι γενικοτερα για τον τροπο λειτουργιας, μπορεις να βρεις αρκετες δημοσιευσεις πανω στο αντικειμενο, πανω στις οποιες προφανως βασιστηκε και η συγκεκριμενη εταιρια.

Χωρις να γνωριζω κατι το συγκεκριμενο, φανταζομαι οτι το λιγοτερο σημαντικο και πιθανοτατα το πιο ευκολο κομματι ειναι το "τεχνικο", δηλαδη η ενισχυση του σηματος, ο επεξεργαστης και το λειτουργικο. Αυτα πιστευω οτι ειναι σχετικα ευκολα υλοποιησιμα, δεδομενου του επιπεδου τεχνολογιας στο συγκεκριμενο κομματι. Το δυσκολο και συναρπαστικο ειναι
1) η κατανοηση των σηματων που προερχονται απο τις νευρικες αποληξεις. Κατι τετοιο θελει ιδιαιτερα βαρβατο pattern recognition & machine learning αν και παλι δεν νομιζω οτι και αυτο το κομματι θα ειναι υπερβολικα διαφορετικο απο speech recognition, οπου παλι εχεις 1-D σημα. Η ιδιαιτερη διαφορα πιστευω ειναι η συνυπαρξη πολλων διαφορετικων νευρικων σηματων, πραγμα που αναγει το προβλημα σε Ν-D διαστασεις, οπου N ο αριθμος των νευρωνων που χρησιμοποιουνται. Ωστοσο, αυτο το Ν πιστευω θα ειναι αρκετα μικρο για πρακτικους λογους(ισως και απλα γιατι λιγα μονο νευρα, οσοι οι μυες του χεριου, δηλ ~40).
2) η προσωμοιωση "ομαλης κινησης" με βαση τα σηματα αυτα. Εστω δηλαδη οτι εχουμε αναγνωρισει το τι σημαινει καθε συνδυασμος σηματων, πως αυτο μπορει να μεταφραστει αρκετα ομαλα, ετσι ωστε ο ασθενης να μπορει να επιτελεσει μια πολυπλοκη λειτουργια, οπως η οδηγηση.

[Godhatesusall]

Που και να δείτε την εργασία μας στην τεχνολογία λογισμικού για τον bender. Εκεί να δεις sci-fi.

[Εσύ]

Οσον αφορά τη διάσταση του χώρου των σημάτων ελέγχου νομίζω ότι είδα κάπου ένα 4αρι,ίσως να "ανασυντίθεται" κατά κάποιον τρόπο η πληροφορία για την ακριβή κίνηση γιατί αν το πήγαιναν για έλεγχο 40 νευρικών απολήξεων ταυτόχρονα θα σκούραιναν τα πράγματα..
Και γω γιατυό που λες φρίκαρα,για το πως αναγνωρίστηκαν τα σήματα του εγκεφάλου και δει real time!! Γιαυτό και ρώτησα και για ισχύ και θόρυβο,γιατί έχω την εντύπωση πως είναι πολύ ασθενή σήματα,εδώ το σήμα της καρδιάς για τον παλμογράφο χρειάζεται φοβερή ενίσχυση με πολύ καλό CMRR,πόσο μάλλον μάλλον κάτι τόσο λεπτό...
Πάντως μπράβο στα παιδιά-λέμε τώρα.. - και thx anyway!!

εδιτ:@godhatesusall:μιλάς για την γνωστή bending unit 22? σε ποιο από τα παρακάτω στάδια είστε?



Sorry για το σπαμ..

[Nessa NetMonster]

Ναι, στάνταρ υπάρχει ηλεκτρικός θόρυβος.

Στη βιοϊατρική τεχνολογία κάναμε τέτοια

[Aurelius]

Γιατι για ελεγχο 40 σηματων, ουσιαστικα δηλαδη για ενα 40D feature, να σκουραινουν τα πραγματα; Στο computer vision χρησιμοποιουνται, αναλογα και απο το πεδιο βεβαια, απο 100 εως και ενα 1Μ διαστασεων features.

Οσον αφορα τον θορυβο, σιγουρα υπαρχει, αλλα δεν ξερω ποσο δυσκολευει τα πραγματα. Αυτο που φανταζομαι ειναι, οτι επειδη ειναι πολυ low level λειτουργιες, ο θορυβος δεν ειναι τοσο τρομερος(αλλιως τα χερια μας θα εκαναν οτι να ναι), αλλα μαλλον οτι θορυβος υπαρχει προκυπτει απο τις τεχνικες που γινονται οι μετρησεις(αν και παλι νομιζω οτι ειναι σχετικα ελεγχομενο το περιβαλλον).