Experimentální sestava: a) židle s robotickou rukou, b) podložka se čtyřmi obrazci pro úkol s ovládáním kutálejícího se míčku, c) jednoduchý úkol – myšlenkami přinutit uchytit podávanou lahev, podržet a pak ji opět podat, d) test ovládání tří končetin u dvou souběžných úkolů. Kredit: Penaloza and Nishio, Sci. Robot. 3, eaat1228 (2018)

Christian Penaloza a Shuichi Nishio, dvojice vědců japonského Mezinárodního výzkumného ústavu pro pokročilé telekomunikace vyvinula rozhraní mezi lidským mozkem a robotem (BMI: brain-machine interface) pro manipulaci s umělou androidní rukou pomocí myšlenek. A to i v situaci, kdy člověk, jenž ji ovládá, dělá jinou činnost. Samozřejmě, že to si vyžaduje schopnost soustředit se současně na dva odlišné úkoly. Jeden plní vlastní ruce ovládané myslí, druhý pak umělá končetina řízena stejným způsobem.

Výzkumníci v článku publikovaném v časopise Science Robotics popsali zařízení i s výsledky testů, jimž se podrobilo patnáct dobrovolníků, jedenáct mužů a čtyři ženy ve věku 19 až 31 let. Ti vědcům pomáhali odzkoušet a kalibrovat ovládací mechanizmus, „učili“ ho povelům ve formě příslušných vzorů mozkových vln snímaných přes elektroencefalografické elektrody umístěné na přiléhavé čepici, kterou měl každý při pokusech na hlavě. V průběhu celého experimentu bylo cílem přinutit robotickou ruku s pěti stupni volnosti vykonávat sekvencí jednoduchých činností – na základě představy, čili tomu odpovídajících elektrických signálů, měla uchopit experimentátorem podávanou láhev, podržet ji, pak ji vrátit a uvolnit se. Každý z mladých dobrovolníků opakoval tento jednoduchý úkol dvacetkrát kvůli kalibraci systému BMI a vlastnímu zacvičení. Dalších dvacet pokusů sloužilo k vyhodnocení úspěšnosti. To byl však jen ten jednodušší test. Druhý byl pro účastníky mnohem náročnější. Opět androidní končetinou uchopovali podávanou lahev a po chvilce ji experimentátorovi vraceli, tentokráte se však museli současně soustředit i na jiný úkol. Ve vlastních rukou drželi rovnou podložku, na které byly do čtverce 10 x 10 cm nalepeny čtyři různé značky odlišné barvy. Podložku měli naklánět tak, aby na ní umístěný míček se postupně, ve stanoveném pořadí, kutálel přes středy všech čtyř obrazců. Dělat třema rukama dvě různé činnosti není to, k čemu nás evoluce uzpůsobila. Ne každý z dobrovolníků takový multitasking po několika tréninkových pokusech zvládal. Jen dva z patnácti dokázali myšlenkami robotickou rukou správně pohybovat po téměř celou dobu pokusu s míčkem, třetina nezvládla se na ni soustředit víc než polovinu času.

Ze života ale víme, že to chce cvik. Běžně přece často děláme zcela automaticky dvě věci souběžně. Třeba řízení auta si vyžaduje plnění několika úkolů současně, a přece většině řidičů nedělá problém za jízdy komunikovat nebo poslouchat rádio. Lidé obsluhující stroje zvládají pravou a levou rukou velmi rychle a přesně vykonávat odlišné úkony. Dalšími příklady jsou hudebníci, třeba houslisté či kytaristé. Pravděpodobně i robotickou ruku by se zdravý člověk časem naučil používat simultánně s těmi svými vlastními, mnohem hbitějšími. Nicméně cílem tohoto výzkumu je v první řadě pomoci motoricky hendikepovaným lidem, kterým by androidní končetina mohla ulehčit život, aniž by museli mít elektrody zavedené chirurgicky přímo do mozku.

Ale kdo ví, co v tomto směru přinese rychlý vývoj robotiky, jestli naši vzdálenější potomci nebudou chtít mít jen tak pro zábavu nějakou třetí ruku ovládanou bezdrátově z nějakého slušivého módního kulicha, anebo ji budou muset umět ovládat pro zefektivnění práce jako přídavný pracovní nástroj.

Zdroje
Techxplore.com

Science Robotics