Engellilere Hareket Özgürlüğü >> Düşünce gücüyle kontrol edilen tekerlekli sandalyeler geliyor, “kablosuz telepati”

Beyne takılan kontrol çipleri, engellilerin akülü sandalyeleri, televizyonu veya odanın kapısını bulunduğu yerden, düşünce komutlarıyla açıp kapamasını sağlayacak. “Kablosuz beyin-bilgisayar arayüzü” (BCI) olarak adlandırılan teknoloji sayesinde, engelliler hayatın hemen her alanında hareket özgürlüğüne kavuşacak.

Kontrol çipleri, hastanelerde kullanılan elektro-ensefalogram (EEG) cihazları gibi beyindeki elektriksel aktiviteyi ölçüyor ve elektrik sinyallerini yorumlayarak telepatik komutlara dönüştürüyor. Ancak EEG’den farklı olarak, akülü sandalyeyi kullanmak için elektrotlarla donatılmış kablolu bir başlık takmayı gerektirmiyor.

Yeni kablosuz BCI prototipi, maymunlar üzerinde 13 ay boyunca başarıyla denendi. Bu süreçte maymunların beyin hücrelerinin haritası çıkarıldı ve beyindeki elektrik sinyallerini yorumlamak üzere temel yazılım kalıpları oluşturuldu.

 

Ancak asıl yarış şimdi başlıyor. Brown Üniversitesi öncelikle sistemi insanlarda test etmek için otoritelerden izin alacak. Ardından başlayacak klinik deneylerde, bu kez insan beyninin elektriksel faaliyet haritası çıkarılacak… Ve beyin kabuğuna ameliyatla yerleştirilen elektrotlara bağlanan kontrol çipini de içeren “BCI kumanda kutusu” enfeksiyona karşı sızdırmazlık açısından test edilecek.

Klinik deneylerin ilerleyen aşamalarında, engellilerin evindeki elektronik eşyalara, bu kutunun gönderdiği kablosuz sinyalleri alan özel sensörler yerleştirilecek. Böylece, beynimizin normalde kollarımız veya bacaklarımızı hareket ettirmek için kaslara gönderdiği sinyaller, odadaki eşyalara kablosuz bağlantıyla iletilecek ve engelliler istedikleri cihazları düşünce gücüyle kontrol edebilecekler.

 

 

Akülü tekerlekli sandalyeleri düşüncelerle kontrol etmek

BCI sisteminin öncelikle akülü tekerlekli sandalyelerde kullanılması planlanıyor ama yeni modeller elektronik kilit takılan kapıları da açabilecek. Sistemin, engellilere sofra kurmak için geliştirilen “robot kolları” yönetmek için kullanılmaya başlamasıyla birlikte; felçli hastalar kahve içmek, giyinmek ve yatakları düzeltmek gibi birçok işi kendi başına yapabilecekler (asistan robot kol için sayfanın sonundaki videoyu izleyebilirsiniz).

Sürecin devamı çok daha heyecan verici… BCI sisteminin beş ila on yıl içinde kullanıma girecek olan daha gelişmiş versiyonlarının deriye yapıştırılan elektronik stickerlarla çalışmasını bekliyoruz. Elektronik sticker teknolojisinin beyne elektrotlarla bağlanan bir kontrol çipi / kutusu takma ihtiyacını ortadan kaldırması, BCI çözümlerinin engelliler arasında yaygınlaşmasını hızlandıracak.

Bunun için ilgili kişinin alnına veya belki tişörtüne elektronik sticker yapıştırılması yeterli olacak. Sticker, engellinin beynindeki sinyalleri kablosuz olarak eşyalara iletecek. Bu konuyu Sticker Dövmeler ile Dijital Telepati adlı yazıda detaylı olarak anlatmıştım.

 

 

Engeliler için sağlıklı ve kullanışlı bir çözüm

Brown Üniversitesi’nin tasarladığı kablosuz BCI sistemi sayesinde, bilim adamları hayvanların ve insanların beyin kabuğunu yakından analiz edebiliyor. Hastanelerde insan beynini görüntülemek üzere kullanılan MR cihazlarının gelişmiş özel bir versiyonu olan BCI sistemleri, beynimizi doğal hareket ortamında inceliyor. BCI teknolojisi, uzaktan kumanda fonksiyonuna ek olarak, felç geçiren engellilerin tedavi edilmesi için yapılan incelemelerde kullanılıyor.

Kablosuz BCI ünitesi iki ana parçadan oluşuyor. Bunlardan biri olan kontrol çipine yukarıda değindik. Diğeri ise kafatasına yerleştirilen ve içinde sözünü ettiğimiz kontrol çipini de barındıran kumanda kutusu: Bu kutu özel bir titanyum kasadan oluşuyor ve içindeki çipin yorumladığı beyin sinyallerini odadaki eşyaları kontrol eden bilgisayara aktarıyor.

Lazer ışınlarıyla kaynak yapılan sızdırmaz hijyenik kutu kesinlikle su ve hava geçirmiyor. Kutunun içindeki kontrol çipinin kafatasındaki delikler aracılığıyla doğrudan beyne bağlandığını düşündüğümüzde, sızdırmazlık enfeksiyon riskini önlemek açısından büyük önem taşıyor.

 

 

İnsan beynine açılan kapı

6,5 cm uzunluğunda, 4,2 cm genişliğinde ve 9 mm kalınlığındaki kumanda kutusunun içinde 6 saat ömürlü bir lityum-iyon pil bulunuyor. 2 saatte tümüyle şarj pili, kutuda yer alan küçük bir anten tamamlıyor. Bu anten, beyinden gelen sinyalleri odadaki cihazları kontrol eden bilgisayara gönderiyor. Kutu aynı zamanda kızılötesi sinyal sistemine sahip bulunuyor.

Nöronların sinyallerini algılama ve çözme işini beyin kabuğuna takılan kontrol çipi yapıyor ve kumanda kutusu da sinyalleri bilgisayara yolluyor… Ama odadaki elektronik cihazları kontrol etmek için kullanılan sinyalleri okuyup cihazların anlayacağı dilde aktarma görevini bu bilgisayar üstleniyor. Sistemin yeni versiyonları endüstri standardı en iyi uygulamaların geliştirilmesiyle birlikte, kumanda kutusunun düşünce komutlarını doğrudan odadaki televizyona ve diğer elektronik cihazlara gönderebilecek.

 

Kontrol çipine geri dönecek olursak… Bu çip insanlarda veya hayvanlarda vücudun istemli fiziksel hareketlerini kontrol eden motor kortekse bağlanıyor (beyin kabuğunda bir bölge). 100 elektrot aracılığıyla motor korteksteki 100 ayrı nörona bağlanan kontrol çipi büyük miktarda veri topluyor (yeni modeller daha fazla nörona bağlanıyor). Kumanda kutusu, bu verileri 24 Mbps kablosuz bağlantı hızında ve 3,2 ila 3,8 Ghz frekans aralığında bilgisayara iletiyor.

Notebooklar, tabletler ve akıllı telefonlar gibi evde bulunan diğer Wi-Fi cihazlarla sinyal karışmasını önlemek için özellikle farklı bir sinyal aralığında çalışan kumanda kutusu, aslında sadece 1 metre mesafedeki bir kablosuz bağlantı adaptörüyle bağlantı kuruyor. Bu adaptör verileri odada uzaktan kumanda olarak kullanılan bilgisayara aktararak kontrol sürecini başlatıyor.

 

 

Kablosuz şarjda ısınma problemi

Sistemin kablosuz bağlantı mesafesinin 1 metreyle sınırlı olmasının iki nedeni var… Öncelikle, kafatasından daha güçlü yayın yapan bir kumanda kutusunun pili çok kısa sürede boşalır ve pilin sık sık şarj edilmesi gerekirdi. Bu da engellilerin hareket ömrünü kısıtladığı için kullanışlı bir çözüm olmazdı. Nitekim hayvanlarda denenen BCI kumanda kutusu sadece 100 miliwatt güç harcıyor.

Kumanda kutusunun diğer kullanışlı yanı ise aşırı ısınmadan kablosuz enerji transferiyle şarj edilebilmesi… Brown Üniversitesi ekibi ısınma sorunlarını şarj sırasında kutuyu suyla soğutarak çözmüş ve bunu deney hayvanlarını rahatsız etmeden yapmanın bir yolunu bulmuş.

Benim merak ettiğim asıl konu, kablosuz şarj sisteminin beyne zarar veren elektromanyetik dalgalara yol açıp açmadığı… 1 metrelik zayıf sinyal mesafesi ve düşük güç tüketimine bakarsak, bilim adamlarının bunu düşünmüş olması gerek. Ancak, kablosuz şarj çözümleri genellikle elektromanyetik indüksiyon yöntemiyle çalıştığı için, BCI sisteminin insan beynine zarar verecek düzeyde radyasyon üretmesinden endişe ediyorum (akıllı telefonların SAR değeri gibi düşünün). Belki de cihazın güvenli frekans aralığını araştırmacılara e-posta göndererek sorarım :).

 

 

BrainGate projesinin bir parçası

Brown Üniversitesi’nin geliştirdiği BrainGate projesinin amacı, başta engelliler olmak üzere, bütün insanların bilgisayarları düşünceleriyle kontrol etmesini sağlayan sistemlerin yaygınlaşmasını sağlamak.

BrainGate’in asıl incisi ise, aynı zamanda bugüne kadar en büyük başarıları olan akıllı bir robot kolu: Şimdilik yalnızca EEG cihazlarına benzeyen özel bir elektrotlu başlık takarak kullanılabilen bu kablolu BCI sistemi, dünyanın düşünceyle kontrol edilen ilk elektronik cihazlarından biri olma unvanını taşıyor.

Brown Üniversitesi için sırada kas kontrol kaybına uğrayan Parkinson Hastaları için yeni bir BCI sistemi geliştirmek var. Ancak, Brown Üniversitesi öncelikle konsept çalışmalarına ağırlık veriyor ve şu anda insanlar üzerinde klinik deney çalışmaları yapmıyor.

 

 

Tekerlekli sandalyelerden biyonik bacaklara

Bu nedenle Terminator filmindeki biyonik kollara ve bacakları görene kadar biraz daha beklememiz gerekecek. Özellikle biyonik bacakların, engellilerin iki ayak üstünde düşmeden yürüyebileceği şekilde, dengeli olarak tasarlanması gerekiyor ve bu konu Honda’nın ünlü Asimo robotlarında bile günlük rutin kullanımda aşılamamış bir sorun…

BCI sistemleri bu tür sorunları çözmenin yanı sıra, “elektronik sinir ağları” yoluyla, bacaklarını kaybetmemiş olan engellilerin de yürümeye başlamasını sağlayabilir. Felçli bacaklara yapıştırılacak elektronik stickerlar, beyin ile uzuvlar arasında “kablosuz sinir bağlantısı” kurarak, engellilerin herkes gibi yürümesine olanak tanıyabilir.

 

 

Yaşlıların ve hastaların bakımı

Bugün tekerlekli sandalyeye ihtiyaç duyan engellilerin biyonik bacaklarla hareket kabiliyeti kazanarak özgürleşmesinin nasıl bir mutluluk ve tatmin duygusu sağlayacağını tahmin edebiliriz… Öte yandan, konuyu Alzheimer hastaları gibi kendine bakamayacak durumda olan diğer aile bireylerini kapsayacak şekilde genişlettiğimizde, biyonik kontrol sistemlerinin insan hayatını nasıl kolaylaştıracağı daha iyi anlaşılıyor.

 

 

Yaşlıların büyük kısmı bu sorunlarla aile desteği olmadan, tek başına mücadele etmek zorunda kalıyor. Bakıma muhtaç çoğu insan, tek başına yaşadığı için yalnız ve çaresiz kalıyor. Hastabakıcı veya yardımcı tutmak ya da yaşlanan anne-babayı huzurevine göndermek evlatlara büyük bir maddi ve psikolojik yük getiriyor. Bütün bunlara rağmen yaşlıların bakımını aile içinde veya evde üstlenmek de kendi ağır yükünü taşıyor (vefatına kadar evde 6 yıl Alzheimer hastası anneanneme baktık ve bunu biz de yaşadık).

Beyin-bilgisayar arayüz çözümleri ile eşyaların düşünce yoluyla kontrol edilmesi, hasta ve yaşlılara hareket kabiliyeti kazandıran biyonik protezlerin yaygınlaşmasını sağlayacaktır. Hastaların ayağa kalkmasını sağlayan bu teknolojiler, hem yaşlıların hem de seven ailelerin hayatına sağlık ve mutluluk getirecek. 🙂

 

Brown Üniversitesi’nin telepatiyle kontrol edilen robot asistan kolu