Beyin dalgalarıyla hareket edebilen robotik donanım

İzmir Ekonomili öğrenciler tarafından, TÜBİTAK desteğiyle beyin dalgalarıyla bilgisayar ekranında oluşturulan sanal robotik kolları oynatabilen bir projeyle hastaların gerçek yaşamda hareketlerini sağlayacak robotik donanım geliştirildi.

Hareket edemeyen ya da felçli hastalar için yapılan çalışmalar her geçen gün yeni bir boyut kazanıyor. İzmir Ekonomi Üniversitesinde (İEÜ) beyin dalgalarıyla bilgisayar ekranında oluşturulan sanal robotik kolları oynatabilen bir program geliştirildi. İEÜ Biyomedikal Mühendisliği Öğretim Üyesi Doç. Dr. Yuriy Mishchenko, TÜBİTAK destekli projesiyle hastaların gerçek yaşamda hareketlerini sağlayacak robotik donanım geliştirdi.

Elektroensefalografi (beyin dalgalarının elektriksel olarak izlenmesini ölçen yöntem-EEG) tabanlı beyin bilgisayar ara yüzü üzerine çalışan Doç. Dr. Mishchenko, “Beyin bilgisayar ara yüzü; beyin ile dış bir cihaz arasındaki doğrudan iletişim yolu sağlanmasıdır. Zihinsel süreçlerin başlattığı beyin aktivitelerindeki değişikliklerin, bilgisayar veya makinelerle iletişimini sağlanıyor. EEG, beyin aktivitelerini görüntüleme tekniğidir. Projemde hastaya herhangi bir müdahale gerektirmeden kafanın yüzeyinden elde edilen EEG sinyalini kullanarak harici robotik takma kolu kontrol etme yöntemleri geliştirme üzerine odaklandık” dedi.

Felçi hastalarda kullanılabiliyor

Beyin bilgisayar ara yüzü araştırmalarının felçli hastalarda kelime heceleme, elektrikli tekerlekli sandalyesini yönlendirme gibi çalışmalarda başarıyla kullanıldığını aktaran Doç. Dr. Mishchenko, önceki çalışmalarda ameliyatla beynin içine elektrikli elektrotların yerleştirildiğini, projesinde buna gereksinim duyulmadığını kaydetti. Doç. Dr. Mishchenko, “Çalışmamızda küçük elektrotları saçlı deriye yerleştiriyoruz. Yani bu işi pasta denilen iletken bir madde aracılığıyla yapıyoruz. Bu elektrotların ikisi arasındaki elektriksel potansiyel değişiklikleri bilgisayara kayıt ediyoruz. Zihinsel işlemlerin ya da ruh halinin sebep olduğu sinirsel aktivitelerdeki büyük ölçekli değişiklikler, kafanın yüzeyindeki elektrik potansiyelindeki değişikliklere sebep oluyor. Bu durumda da sistem, kişinin beyin yüzeyinden EEG verisini topluyor ve daha fazla işlem için bilgisayara gönderiyor. Sonuç olarak, elde edilen EEG verisi, bilgisayar ekranında canlandırılmış olan sanal robotik kol için kullanılıyor. Bu kol 2 yönde, sağa-sola ve yukarı-aşağı hareket ediyor. Ayrıca kontrol sinyallerine bağlı olarak yakala ve tut hareketi de gerçekleştirebiliyor” diye konuştu.

6 farklı istek algılanıyor

Sistemde elin hareket ettiğinin düşünülmesinin, bilgisayar için canlandırılmış robotik kolu sağa ya da sola döndürmek için bir komut olarak algılandığını aktaran Doç. Dr. Mishchenko, şunları söyledi:

“Benzer bir şekilde, sağ ya da sol bacak hareketi de robotik kolun aşağı ya da yukarı olarak hareket etmesi için bilgisayara sinyal göndermede kullanılıyor. Ayrıca, dilin hareket ettirilmesi de tutma hareketini sağlıyor. Laboratuvarda 10’dan fazla katılımcıyla birçok orijinal deney gerçekleştirdik. Bir kişi, yapmak istediği hareketle ilişkili olarak bilgisayara kontrol sinyali iletmeye çalıştığı zaman sistem yüzde 90-95 oranında doğru tepki veriyor. Eller, bacaklar, dil hareketleri, ya da pasif kalma gibi 6 farklı kontrol sinyali durumunda sistemimiz kişinin niyetini algılıyor. Sistemin alt yapısını oluşturmayı ve elektroensefalografik beyin aktivitesinin gerçekten de başarılabileceğini göstermeyi amaçladık. Önümüzdeki süreçte, daha akıllı ve karmaşık eylemleri gerçekleştirecek sistem üzerine çalışmayı hedefliyorum. Hareket edemeyen ya da felçli hastalar için gerçek yaşamda bu hareketleri yapacak robotik donanımlar için bu çalışma ciddi bir zemin oluşturacaktır.”