Newsy

Przełom w zakresie interfejsów mózg–komputer. O 90 proc. obniżono pobór energii implantów, co pozwoli znacznie wydłużyć ich pracę [DEPESZA]

2020-08-10  |  05:55
Wszystkie newsy

Naukowcy dokonali dużego skoku technologicznego w zakresie zasilania interfejsów mózg–komputer. Opracowano metodę zmniejszenia poboru mocy implantu przy jednoczesnym zwiększeniu jego dokładności w przesyłaniu sygnałów elektrycznych. To pozwoli opracować długowieczne implanty mózgowe, które mogą zarówno leczyć choroby neurologiczne, jak i umożliwiać sterowanie za pomocą mózgu protezami kończyn, a nawet maszynami.

– Obecnie interpretowanie sygnałów mózgowych w czyichś zamiarach wymaga komputerów tak wysokich jak ludzie i dużej ilości energii elektrycznej – o wartości kilku akumulatorów samochodowych – podkreśla Samuel Nason, doktorant w Laboratorium Protetyki Nerwu Korowego na Uniwersytecie Michigan.

Zespół z Uniwersytetu Michigan o 90 proc. obniżył zapotrzebowanie prototypowego interfejsu mózg–komputer, przy okazji zauważalnie poprawiając niezawodność przepływu danych. Udało się to uzyskać poprzez zastosowanie autorskiego systemu kompresji sygnałów mózgowych. Większość przewodowych interfejsów mózg–komputer przetwarza aż do 20 tys. impulsów nerwowych na sekundę, przez co implant musi pobierać dużo energii. Nowa metoda zakłada badanie sygnałów SBP, czyli zespołu częstotliwości emitowanych przez wiele neuronów w zakresie od 300 do 1000 Hz.

Współczesne interfejsy mózg–komputer funkcjonujące w formie implantów doczaszkowych muszą analizować nawet do 20 tys. impulsów nerwowych na sekundę, aby zapewnić płynny i precyzyjny przepływ danych pomiędzy mózgiem a zewnętrznym komputerem. Stosując metodę opracowaną na Uniwersytecie Michigan, można zaprojektować implant, który zapewni podobną bądź wyższą precyzję pomiaru, analizując zaledwie 2 tys. impulsów nerwowych na sekundę. Dzięki temu implanty kolejnej generacji będą mogły pobierać nawet do 90 proc. mniej energii.

– Zmniejszenie ilości energii elektrycznej o rząd wielkości pozwoli w końcu na stworzenie interfejsów mózg–maszyna w domu – przekonuje Samuel Nason. – Już istniejące obwody, wykorzystujące tę samą szerokość pasma i moc, mogą mieć teraz zastosowanie do całego szeregu interfejsów mózgmaszyna. 

Jednym z pionierów na rynku miniaturyzacji technologii interfejsów mózg–komputer jest Neuralink, które pracuje nad prototypowymi rozwiązaniami tego typu. Firma Elona Muska zaprezentowała już wyspecjalizowaną maszynę do szycia, która pozwoli w pełni automatycznie wwiercić się w czaszkę pacjenta i zaszyć w mózgu wiązki elektrod służących do przesyłania impulsów nerwowych do zewnętrznego komputera.

Neuralink jest obecnie w fazie wczesnych testów laboratoryjnych na szczurach, które mają potwierdzić możliwość nawiązania wysokoprzepustowego połączenia między mózgiem a maszyną. Według obecnych założeń 28 sierpnia 2020 roku firma ujawni stan prac nad projektem, a w 2021 roku będzie gotowa do wszczepienia implantów pierwszym pacjentom. Pozwolą one obejść rdzeń kręgowy i nawiązać bezpośrednie połączenie pomiędzy centralnym układem nerwowym a kończynami, tym samym przywracając ich sprawność.

Odkrycie naukowców z Michigan może z kolei prowadzić do powstania długotrwałych implantów mózgowych, które mogą zarówno leczyć choroby neurologiczne, jak i umożliwiać sterowanie za pomocą mózgu protezami kończyn, a nawet maszynami.

– To duży krok naprzód – podkreśla Cynthia Chestek, profesor nadzwyczajny inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Michigan. – Uzyskanie sygnałów o dużej przepustowości, których obecnie potrzebujemy do bezprzewodowych interfejsów maszyna–mózg, byłoby całkowicie niemożliwe, biorąc pod uwagę zasilanie istniejących urządzeń, takich jak rozrusznik.

Według analityków z firmy Valuates Reports wartość globalnego rynku interfejsów mózg–komputer w 2019 roku wyniosła 1,36 mld dol. Przewiduje się, że do 2027 roku wzrośnie do 3,85 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 14,3 proc.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

raca w Newserii

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Przemysł

Opracowany w Polsce system narzędzi inżynierskich zwiększy wydajność silników lotniczych. Pozwoli też przewidzieć konieczność remontu silnika samolotu i związane z tym koszty

Poprawa wydajności silników i możliwość optymalizacji kosztów ich eksploatacji czy remontów – to elementy, które mają duże znaczenie dla linii lotniczych. General Electric Company Polska pracuje nad systemem, który na podstawie obliczeń dokonanych przez algorytmy sztucznej inteligencji ułatwi projektowanie części lotniczych poprzez optymalizację charakterystyk odpowiedzialnych za zużycie paliwa i emisję. Platforma opracuje też prognozy dotyczące planowania czynności serwisowych w trakcie eksploatacji silników, tak aby flota lotnicza działała jak najwydajniej. Wdrożenie trzymodułowego projektu przyniesie korzyści nie tylko przewoźnikom i serwisom naprawczym, lecz także przyczyni się do osiągnięcia celu dekarbonizacji transportu.

Partner serwisu

Venture Cafe Warsaw

Ochrona środowiska

W Polsce rusza program rekultywacji hałd kopalnianych. Jest w nich ukrytych nawet do 150 mln t węgla

Na przełomie 2022 i 2023 roku w LW Bogdanka powstanie pierwsza pilotażowa instalacja do odzysku węgla z hałd kopalnianych. To początek programu rekultywacji pogórniczych terenów, który ma umożliwić pozyskanie rocznie ok. 2 mln t pełnowartościowego węgla. Surowiec będzie mógł być wykorzystywany potem w energetyce zawodowej i ciepłownictwie. Program ma także uwolnić grunty, które Enea, właściciel lubelskiej kopalni, chce przeznaczyć pod inwestycje w OZE. Z hałd można odzyskać nie tylko węgiel, lecz także inne surowce do wykorzystania m.in. w budownictwie. – Projekt ma ogromny potencjał środowiskowy, ekonomiczny i surowcowy. W ten sposób chcemy realizować ideę budowy gospodarki obiegu zamkniętego – dodaje Paweł Majewski, prezes Grupy Enea, do której należy kopalnia. Inicjatywa została zarekomendowana przez zespół ekspertów gospodarczych ministra aktywów państwowych, wicepremiera Jacka Sasina. 

Motoryzacja

Sportowy brand Mercedesa notuje rekordowe wyniki sprzedaży. Elektryfikacja dużą szansą dla tego segmentu rynku

W ubiegłym roku sprzedaż AMG, sportowego i wyczynowego brandu Mercedesa, wzrosła o blisko 17 proc. do rekordowych 146 tys. egzemplarzy. Polska jest dla tej marki czwartym rynkiem zbytu w Europie, a gdański AMG Brand Center jednym z nielicznych jej salonów na świecie. – Ten segment rynku rośnie na całym świecie i „młodnieje”, bo przyciąga coraz młodszych klientów – mówi Philipp Schiemer, dyrektor generalny marki Mercedes-AMG. W kolejnych latach będą ich przyciągać dwa trendy – elektromobilność i cyfryzacja, czyli m.in. wejście w e-wyścigi. AMG zaprezentowało właśnie specjalne odsłony swoich flagowych modeli przygotowane na 55. urodziny.

Współpraca

Obsługa konferencji prasowych

Zapraszamy do współpracy przy organizacji konferencji prasowych. Nasz doświadczony i kompetentny zespół sprosta każdej realizacji. Dysponujemy nowoczesnym, multimedialnym centrum konferencyjnym i biznesowym w samym sercu Warszawy. Zapraszamy do kontaktu w sprawie oferty.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.