Điều khiển robot bằng ý nghĩ

Thí nghiệm của các nhà khoa học như sau: họ cho chú khỉ Belle (tên do họ đặt), thuộc loài Aotus Trivirgatus, ngồi trên ghế thí nghiệm sao cho hai tay nó có thể lấy được thức ăn đặt trên khay phía trước mặt. Cách đó vài mét, một cách tay robot thực hiện cùng lúc những hành động y hệt như những động tác lấy thức ăn của tay khỉ. Chính ý nghĩ của Belle đã điều khiển cánh tay cơ học này. Quá trình hình thành ý nghĩ trong não khỉ đã được dò tìm bởi các điện cực nối giữa đầu khỉ và máy tính. Ý nghĩ đó đã lần lượt được các bộ phận sau của máy tính xử lý: bộ phận số hóa các hoạt động của nơ ron, bộ phận nhận biết cử động và bộ phận điều khiển robot. Theo Miguel Nicolelis, cái khó nhất là làm sao cho cử động của cánh tay robot phải y hệt và nhịp nhàng như cử động của cánh tay khỉ khi lấy thức ăn. Thí nghiệm này đã chứng tỏ sự thành công bước đầu.

Hiện nay, Miguel và các đồng nghiệp của ông đang cố gắng xác định số lượng tối thiểu các điện cực được cấy vào não khỉ, đồng thời phải lựa chọn những phần mềm tin học tối ưu giúp cho việc thể hiện hoạt động của não. Để dạt được mục đích này, họ đang tiến hành nghiên cứu trên 2 con khỉ và kết quả sẽ sớm được công bố. Được biết con thứ nhất sẽ có 96 vi điện cực được cấy lên vỏ não. Các vi điện cực này được chia thành 5 nhánh, mỗi nhánh thu hoạt động điện của một vùng ở não. Não con thứ hai chỉ mang 36 vi điện cực được chia làm 2 nhánh cấy vào hai vùng khác nhau ở não. Về nguyên tắc, khi vi điện cực được cấy vào những vùng chỉ huy hoạt động của các chi khỉ, thì chúng sẽ truyền những thông tin liên quan đến quá trình "quyết định hành động" của khỉ về máy tính, và máy tính sau khi xử lý những dữ liệu nhận được sẽ điều khiển cánh tay robot gần như cùng lúc với chuyển động của cánh tay khỉ: khi khỉ co tay lại hoặc duỗi tay ra để lấy thức ăn và đưa lên miệng thì cánh tay robot cũng thực hiện y như vậy. Các nhà khoa học đang cố gắng hoàn thiện cái mà họ gọi là "Giao diện máy tính - não". Thực vậy, Những thông tin mà các vi điện cực cung cấp không được máy tính sử dụng trực tiếp ngay, vì đó chỉ là những xung động điện rất nhỏ của các nơ ron xung quanh vùng mà vi điện cực được cấy. Vì thế cần phải khuếch đại và số hóa chúng. Sau đó nhờ sử dụng phương pháp giống như phương pháp nhận biết hình dạng, phần mềm sẽ xác định các mẫu, mỗi mẫu tương ứng với một kiểu hoạt động mà máy tính thể hiện chúng và tự đưa ra thông tin có ích để chỉ huy cánh tay robot.

Mặc dù đây mới chỉ là những thành công bước đầu của sự kết hợp giữa bộ não, máy tính và robot, nhưng đó là những điều khích lệ rất lớn đối với các nhà khoa học. Nó chứng minh rằng việc phân tích hoạt động của các vùng khác nhau của não cho phép điều khiển một robot trong thời gian thực. Sau khi những thí nghiệm tiếp theo thành công, các nhà nghiên cứu sẽ tập trung vào việc cấy vào hộp sọ một hệ thống hoàn thiện hơn, nhẹ hơn và hệ thống  vi mạch có thể hiểu được đồng thời cả mạng lưới điện cực và các bộ vi xử lý có nhiệm vụ số hóa các xung động điện, thậm chí thực hiện một phần công việc xử lý thông tin. Một khi được đưa vào hộp sọ, các thiết bị sẽ liên lạc với bên ngoài thông qua mối liên hệ cảm ứng.

Nguồn: Science et Vie, 5/2007, automation.org.vn 25/05/2007