Het gebruik van de hersenen om een ​​object rechtstreeks te besturen was lange tijd sciencefiction, en in 1988 werd de visie werkelijkheid.

IEEE Life Senior-lid Stevo Bozinovski en Leden Mihail Sestakov en Dr. Liljana Bozinovska gebruikten de hersensignalen van een student-vrijwilliger op het elektro-encefalogram (EEG) om een ​​robotic langs een gesloten circuit te bewegen. Bozinovski en Sestakov waren hoogleraren elektrotechniek en computerwetenschappen Sint-Cyrillus en Methodius Universiteit, in Skopje, Noord-Macedonië. Bozinovska, een arts, gaf les aan de medische faculty van de universiteit. Hun prestatie heeft de weg vrijgemaakt voor EEG-gestuurde rolstoelen en exoskeletten.

IEEE herdacht hun werk met een IEEE Milestone tijdens een ceremonie op de universiteit op 10 oktober.

“Deze prestatie is niet alleen lokaal betekenisvol”, Vladimir Atanasovski zei tijdens de inwijdingsceremonie. “Het levert voordelen op voor de hele mensheid.” Atanasovski is decaan van de faculty voor elektrotechniek en informatietechnologie van de universiteit.

“Het was op deze faculty, 35 jaar geleden, dat er een relatie ontstond tussen twee voorheen afgelegen gebieden (robotica en EEG-signalen) werd gevormd”, voegde hij eraan toe. “Dit opmerkelijke werk liet zien dat sciencefiction werkelijkheid kan worden.

“Het besturen van een robotic met behulp van menselijke hersensignalen bracht voor het eerst zowel elektrische als computertechniek en wetenschap vooruit, leidde tot wereldwijd onderzoek naar hersen-computerinterfaces en opende een expliciet communicatiekanaal tussen robots en mensen.”

Techniek gebruiken om psychokinese aan te tonen

Bozinovski, Sestakov en Bozinovska bouwden een systeem om commando’s naar een robotic te sturen op foundation van EEG-signaalverwerking. De methode is niet-invasief; het enige wat u hoeft te doen is elektroden op de hoofdhuid van een vrijwilliger plaatsen.

De drie onderzoekers gebruikten een Movit Line Tracer II robotic die ze hebben gebouwd met een bouwpakket van de Japanse apparatenwinkel Elehobby, nu genoemd Elekit. De robotic had twee plastic schijven die op elkaar zaten en de elektronische componenten ertussen hielden. De twee wielen werden bestuurd met een mechanische begin/stop-schakelaar.

“Ingenieurs zijn de drijvende kracht in elk land en dragen bij aan het welzijn en de vooruitgang van samenlevingen.”—Stevo Pendarovsk

De robotic, aangedreven door batterijen, reed volgens de krant op een baan die op een vlak oppervlak was getekend Inzending van mijlpaalvoorstel op de Technische technologie en geschiedenis Wiki.

Maar de onderzoekers wisten nog steeds niet hoe ze de hersensignalen in commando’s gingen vertalen. Bozinovska stelde voor om de prominente alfafrequentie van 8 tot 12 hertz van het EEG te gebruiken, bekend als het mu-ritme. Het is een gesynchroniseerd patroon van elektrische activiteit in het deel van de hersenen dat vrijwillige bewegingen regelt. De frequentie neemt toe als een persoon ontspannen is en niet beweegt.

Bozinovska’s theorie was dat het patroon de Line Tracer zou besturen. Mensen die de robotic probeerden te besturen, bereikten ontspanning door hun ogen te sluiten. Om te voorkomen dat de robotic beweegt, voerden ze een vrijwillige beweging uit, zoals het openen van hun ogen.

Bozinovski, Sestakov en Bozinovska ontwierpen een experiment om haar theorie te testen.

Een robotic verplaatsen met behulp van hersensignalen

Er werden twee kamers gebouwd om het experiment uit te voeren. Eén heette de ‘robotarena’ en had een tafel waarop een rechthoekige baan met gesloten circuit stond met markeringen waar de robotic het bevel zou krijgen om te stoppen.Heiligen Cyrillus en Mehtodius Universiteit/IEEE

Bozinovski en Sestakov bouwden twee kamers in het Laboratorium voor Intelligente Machines en Bio-informatiesystemen van de faculty om het experiment uit te voeren. Eén heette de ‘robotarena’, zoals Bozinovski het beschreef in de Milestone-inzending. In de kamer stond een tafel waarop een rechthoekige baan met gesloten circuit stond met markeringen waar de robotic het bevel zou krijgen om te stoppen.

De tweede kamer huisvestte de technologie, waaronder analoog-naar-digitaal en digitaal-naar-analoog converters, een IBM XT-personal pcA transistor versterker en een differentieel biomedisch versterker, die het spanningsverschil meet tussen de amplitude en frequentie van de hersenen en de tijd die nodig was om deze te veranderen. Bozinovski en Sestakov vervingen de mechanische schakelaar door een EEG-geëmuleerde bedieningsschakelaar die op de transistorversterker was aangesloten. De student-vrijwilliger zat in de tweede kamer.

Een raam verbond de twee kamers. De draden van de D/A-converter die aan de robotic was bevestigd, hingen aan het plafond, ver uit de buurt van de beweging van de robotic.

Elektroden werden bovenop en in het midden van het hoofd van de vrijwilliger geplaatst, vlakbij de mediale pariëtale cortex – het deel van de hersenen dat de verwerking van visuele scènes voltooit. Er werden er meer achter het rechteroor geplaatst, vlakbij de mastoïde, die visuele sensaties waarneemt. Anderen werden op het voorhoofd geplaatst om het elektrische basissignaal te verzamelen, van waaruit de differentiële biomedische versterker kon detecteren of de frequentie toenam.

Om de robotic te bewegen, ontspande de leerling zich, met gesloten ogen. De differentiële biomedische versterker registreerde de EEG-signalen en voerde deze in de pc in met behulp van de A/D-converter ingesteld op 300 Hz. Herkenningssoftware gemaakt door Bozinovski en Sestakov vertaalde de signalen in een gaan commando. De pc stuurde vervolgens een logische puls van 5 volt door de D/A-omzetter, die door de transistorversterker werd vergroot en naar de robotic werd gestuurd. De vrijwilliger kon de Line Tracer stoppen door zijn ogen te openen.

Bozinovski, Sestakov en Bozinovska presenteerden hun bevindingen op de bijeenkomst van 1988 IEEE Internationale conferentie over engineering in geneeskunde en biologie.

De president van Noord-Macedonië over het belang van ingenieurs

“Ingenieurs zijn de drijvende kracht in elk land en dragen bij aan het welzijn en de vooruitgang van samenlevingen,” Stevo Pendarovskipresident van Noord-Macedonië, zei tijdens de inwijdingsceremonie.

“Laat deze werkelijk uitzonderlijke gebeurtenis, van groot belang voor de Macedonische techniek in het bijzonder, maar ook voor de Macedonische wetenschap en de samenleving als geheel, een inspiratie zijn voor alle studenten, professoren en toekomstige ingenieurs,” zei Pendarovski, “om te creëren en bij te dragen aan de bouw een moderne en technologisch geavanceerde wereld.”

IEEE-president Saifur Rahman woonde ook de ceremonie bij.

Een plaquette ter erkenning van de technologie wordt tentoongesteld buiten het faculteitsgebouw voor elektrotechniek van de Saints Cyrillus en Methodius Universiteit. Het Laboratorium voor Intelligente Machines en Bio-informatiesystemen, waar de mijlpaal werd bereikt, bevindt zich in het gebouw. Er staat:

In 1988 controleerden signalen van het menselijk brein in het Laboratorium voor Intelligente Machines en Bio-informatiesystemen voor het eerst wereldwijd de beweging van een fysiek object (een robotic). Deze gekoppelde elektro-encefalogram (EEG) signalen verzameld uit een brein met robotica-onderzoek, waardoor een nieuw kanaal werd geopend voor communicatie tussen mens en machine. EEG-gestuurde apparaten (rolstoelen, exoskeletten, enz.) hebben talloze gebruikers geprofiteerd en de rol van technologie in de moderne samenleving vergroot.

Beheerd door het IEEE Historical past Heart en ondersteund door donorenerkent het Milestone-programma uitmuntende technische ontwikkelingen over de hele wereld.

De IEEE Noord-Macedonië-sectie sponsorde de nominatie.