Biyoloji ve Robotik – Maymun Beyni ile Kontrol Edilen Prostetik Kol 11010

Gökhan İşgör — Fri, 25 Jan 2013 17:04:30 +0000

Beynine bağlanan bilgisayarlarla robotik kolu kontrol eden bir maymun

Maymun Beyin Dalgaları ile Kontrol Edilen Prostetik Kol

Bilim adamları düşünceleri ile robotik bir kolu kontrol edebilmesi için bir maymunu eğittiler. Maymunun beynine elektrotların bağlanmasını da kapsayan bu araştırmanın amacı felçli, omurilikleri hasar görmüş ya da nörodejeneretif hastalıklara sahip hastalar için beyin dalgaları ile kontrol edilebilen protetik uzuvlar üretmek.

Maymunlar robot kolu kullanarak yemeklerini alabilme ve bu kolla kendilerini besleme gibi eylemleri yapabilmek için eğitilmişler. Araştırmacılara göre hayvanlar robot kolu kendilerinin bir parçası olarak görmeye başlamış.

Bilim adamları daha önce maymunlara ve insan deneklere, beyin aktiviteleri ile ekran üzerinde bir imleci ya da bir robot kol ile basit kavrama hareketlerini yapabilmeyi öğretmişlerdi. Ancak ilk kez bu kadar karmaşık davranışların bir arada olduğu bir test yapılıyor.

“Araştırmamızda daha yüksek bir seviyede kesinlik, yetenek ve öğrenme sunduk” diyor Pittsburgh Üniversitesi’nden Prof. Andrew Schwartz. “Maymun öncelikle hareketi inceleyerek öğreniyor. Bu sayede beyin hücreleri aktive oluyor ve bu hareketi kendisinin yaptığını sanıyor. Antrenörlerin atletlere öncelikle yapmalarını istediği hareketleri hayal ettirdiği bir spor antrenmanlarına benziyor.”

Takım ilk önce maymunları robot kolu joystikle kontrol ederek marşmelov toplaması konusunda eğitmiş. Maymun bunda ustalaşınca elektrotla kontrole başlanmış.

Kavrama Eli

Çalışmalarda maymunların elleri plastik tüplerle sabitlenmiş ve böylece yemeğe kendi başlarına erişmeleri engellenmiş. Birkaç deneme ve hatadan sonra maymunlar robot kolları doğru şekilde kullanmayı başarmışlar.

Araştırma 2006’da yapılan bir araştırmanın ilerletilmesi. Önceki araştırma 2001 yılında felç geçiren 25 yaşındaki Matthew Nagle beynine eklenen bir implant ile ekran üzerindeki imleci kontrol etmiş ve yapmak istediği eylemi düşünerek kavrama elini açıp kapayabilmiş.

Primtat motor korteksi üzerinde uzman Prof. John Kalaska’ya göre bu çalışma, araştırma alanının gördüğü en muhteşem çalışma. “Bu çalışma bir gün her insanın günlük ihtiyaçlarını gidermesine yardımcı olabilecek bir seviyeye gelebilir”.

Kontrol edilebilir prostetik uzuvlar hastalar üzerinde uygulanmadan önce çözülmesi gereken pratik problemler olduğu konusunda uyarıyor. Şu an maymunlara kavradıkları obje ile ilgili herhangi bir geri besleme bilgisi gönderilmiyor. Bu ilerde yüksek kavrama gücü olan kollar kullanıldığında problemlere yol açabilir. Kullanılan elektrotların dayanıklılığı da önemli bir problem gibi gözüküyor. Şu an kullanılan elektrotlar iki üç hafta içinde bozulmaya başlıyor.

Linkler

http://youtu.be/sm2d0w87wQE
http://www.guardian.co.uk/science/2008/may/28/monkey.arm

Robotlar ve Canlı Beyin Hücreleri – 11009

Gökhan İşgör — Fri, 25 Jan 2013 15:59:54 +0000

Labaratuvar gömleği ve alkolle dezenfekte edilmiş ameliyat eldivenlerimi giydikten sonra bir robotun kontrol sistemine yakından göz atma şansına sahip oldum.Mark Hammond’a göre en ufak bir dikkatsizlik ya da cildimdeki mantar sporu bile onların durmasını,hatta ölmelerine neden olabilir.

Sıradan robot kontrol sistemlerinin aksine, bu kontrol sistemi mikroçip devre kartına bağlanmıyor.Bunun yerine denetleyici küçük bir kabın içine pembe et suyu ve antibiyotiklerle birlikte yerleştiriliyor.Bu kabın içinde 300.000 adet fare nöronu üretiliyor ve birbirleriyle bağlanıyor.

http://youtu.be/1-0eZytv6Qk

Nasıl Çalışır ?

http://youtu.be/wACltn9QpCc

Fare Beyniyle Kontrol Edilen Robotlar

Kevin Lounsberry:

Kevin, bir Cyborg olabilmek için herşeyinden vazgeçebileceğini söylüyor.Cyborg olmanın getirileri ise şu şekilde: gece görüşü,zoom özelliği ve hatta ultraviyole görüş.Hata yapma olasılığı olmayan ellere sahip olduğunuzu, ekstra depolama yerleri olan bir hafızaya,işe yaramayan sürücüleri çıkarabileceğiniz bir beyine sahip olduğunuzu düşünsenize diye ekliyor.

http://youtu.be/RcQ7ACgihAg

Genel Bakış

Fare Beyninden üretilen bu robot dünyanın ilk kemirgen Cyborg’u.
http://youtu.be/1QPiF4-iu6g

Farenin Beyniyle Geliştirilen Robot

Kate Devlin – 13-08-2008

Fare hücrelerindeki elektrik sinyalleri robotu sürmeye yarıyor.Bu elektrik sinyalleri robotun tekerleklerini kontrol ediyor.Bilim adamları, hücreler arası belli tepkileri teşvik ederek bu robotun yani ‘’Animat’’ın hareket etmesini sağladılar.Beyin aslında labaratuvarda yapay olarak geliştirilen bir fare beyni.Reading Üniversitesi bilim adamları bu makineyi beyinlerimizin nasıl çalıştığını anlamak için kullanabileceklerini,belki de Epilepsi,Parkinson ve Alzheimer hastalıklarının tedavisinde kullanabileceklerini umuyorlar.

Makinenin inşa sürecine bilim adamları fare sinir hücrelerini labaratuvarda geliştirerek başladılar.Bu hücreler birbirlerine 24 saat içinde sinyal göndererek bağlanıyorlar.Bir hafta sonra bilim adamları beyin aktivitelerine benzer aktiviteleri tespit ettiler.İki-üç hafta içinde hücreler robota monte edilebilecek hale geldi.Ekip bu çalışmada Bluetooth teknolojisinden faydalandı ve kablosuz veri iletişmi sağladı.Aynı zamanda sonar sinyalleri yollayarak robotun duvarlara çarpması engellendi.

Profesör Kevin Warwick’e göre Animat hala öğrenme aşamasında.Sinyaller her geçen gün tekrarlandıkça güçleniyor. Profesör Warwick Animatlar sayesinde insan beyni hakkında daha detaylı bilgilere ulaşmayı umuyor.Örneklendirecek olursak, beynin nasıl bir şeyleri hatırladığı, nasıl sinyalleri yakaladığı gibi.

Ancak bu beyinlerin ömrü sınırlı.Şu an için yaklaşık üç ay hayatta kalabiliyorlar.Bu maksimum süre için düzenli olarak sıcaklığı ayarlanmış kuluçka makinelerinde kalmaları gerekiyor.Georgia Üniversitesi’nden Profesör Steve Potter daha önce de bu tarz çalışmalardan edindiği tecrübelerle diyor ki; beyin hücreleri, onları öldürmeyen hemen her koşulda evrimleşerek birbirlerine bağlanabiliyorlar.

Tuhaf İngiliz Deneyinde Robotun Fare Beyninden Esinlenilmesi

Bilim kurgu senaryosu gibi gelse de İngiliz bilim adamları fare beyninin bir parçasından biyolojik bir robot ürettiler.Bu tekerlekli makine vücüt ısısında,steril bir kapta tutulan bir miktar nörona kablosuz olarak bağlandı.Beyinden gelen sinyallar robotun sağa yada sola gitmesini sağlıyor.Reading Üniversitesi’ndeki araştırmacılar robota etrafındaki nesnelere alışmasını öğretmeye çalışıyorlar.Araştırmacılar bu deneyin kendilerine robotun anılarını sinir sistemine nasıl aktardığını göstermesini umuyorlar.

Dünyanın başka yerlerindeki bilim adamları da kültür hücrelerinden oluşan canlı beyinli robotlar geliştirmek için uğraşıyorlar.Atlanta’da Amerikan araştırmacılar buna çok yakın mobil bir icat ürettiler.New Scientist dergisi Amerikan ekibin hayvanlarını eğitir gibi robotlarını eğittiğini bildirdi.

İngiliz araştırmaları ise Profesör Kevin Warwick tarafından yürütülüyor.Kendisi tuhaf Cyborg deneyleri olarak adlandırılan kendi üzerine uyguladığı deneylerle tanınıyor.Bunlardan en bilinenleri ise kendi sol koluna taktığı bir mikroçip ile elektrikli bir tekerlekli sandalyeyi yönetebilmesi ve yapay bir ele sahip olması.

Reading robotunun beyni küçük bir kabın içinde 300.000 fare nöronu bulunduruyor.Bağlantısı koparıldığında sinirler yeni bağlantılar kurmaları için harekete geçiriliyor.Nöronların bağlanıp ‘’konuşması’’ organik beyinin nasıl çalıştığının bir göstergesidir.Sinir ağlarına eklenen elektrotlar duyusal ve yönetsel sinyalleri beynin içine ve dışına iletiyor.Robotun amacı etrafındakileri algılamak bunu da ultrasonik ses dalgaları kullanarak gerçekleştiriyor.Aynı yarasaların ses dalgalarıyla görmesi gibi.Eğer sensor yolun üzerinde bir duvar algılarsa beyne Bluetooth ile sinyal gönderiyor.Sonra beyin robotun yön değiştirmesi gerektiği mesajını geri ileterek,robotun yön değiştirmesini sağlıyor.

Ekip bu basit sistemi ardında bırakarak artık robotun kendi kendine gezinmeyi öğretmesini sağlamaya çalışıyor.Sonunda robotun çevresini ezberleyeceğini düşünüyorlar.Araştırmaların bir diğer yüzü ise Parkinson ve Alzheimer hastalıklarının tedavisinde ilerleme sağlanması.

Doktor Ben Whalley’e göre doktorların karşılaştığı en karmaşık sorunlardan biri karmaşık yapıdaki nöronların bir organizma içerisindeki hallerini tek tek ele alabilmek.İşte bu proje buna olanak sağlıyor.

Kaynaklar:

http://www.telegraph.co.uk/news/2552973/Rats-brain-used-to-power-robot.html

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1044909/Robot-powered-rats-brain-bizarre-British-experiment.html

Robotpark Akademi » Neuron