به نقل از «ایسنا»

بازیابی قدرت تکلم دو زن با رابط‌ مغز و رایانه

تاریخ انتشار: ۲ شهریور ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۵۳۹۱۴۴

پژوهشگران دانشگاه‌های برکلی، سانفرانسیسکو و استنفورد با استفاده از رابط‌های مغز و رایانه توانستند کاری کنند که دو زن که قدرت تکلم خود را از دست داده بودند، از طریق یک آواتار دیجیتال دوباره صحبت کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از انگجت، در تلاشی پیشگامانه، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا سانفرانسیسکو، برکلی و استنفورد با همکاری شرکتی به نام اسپیچ گرافیکس(Speech Graphics) یک سیستم ارتباطی پیشگامانه ابداع کرده‌اند که به دو زن فلج شده در اثر سکته مغزی و یک بیماری عصبی اجازه می‌دهد آزادانه از طریق یک آواتار دیجیتالی که با رابط مغز و رایانه آن را کنترل می‌کند، صحبت کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

رابط‌های مغز و رایانه(BCI) دستگاه‌هایی هستند که سیگنال‌های آنالوگ تولید شده توسط ماده خاکستری مغز را دریافت می‌کنند و آنها را به سیگنال‌های دیجیتالی تبدیل می‌کنند که رایانه‌ها آن را درک می‌کنند.

پژوهشگران برای این مطالعه به رهبری دکتر ادوارد چانگ، رئیس جراحی مغز و اعصاب دانشگاه کالیفرنیا سانفرانسیسکو، ابتدا یک آرایه الکترود 253تایی را در مرکز گفتار مغز بیماری که دچار سکته مغزی شده بود، کاشتند.

این آرایه سیگنال‌های الکتریکی را که مسئول به حرکت درآوردن ماهیچه‌های فک، لب‌ها و زبان هستند، نظارت و ضبط کردند و در عوض، آنها را از طریق یک کابل در جمجمه‌ بیمار به بانکی از پردازنده‌ها منتقل کردند.

این مجموعه محاسباتی یک هوش مصنوعی یادگیری ماشینی را در خود جای داده بود که طی چند هفته آموزش، الگوهای سیگنال الکتریکی بیمار را برای بیش از 1000 کلمه تشخیص داد.

اکنون از طریق این رابط هوش مصنوعی، بیمار می‌تواند پاسخ‌های خود را بازگو کند. ضمن اینکه این بیماران می‌توانند با صدای طبیعی خود قبل از فلج شدن صحبت کنند، زیرا پژوهشگران با استفاده از صداهای طبیعی ضبط شده پیشین بیمار، سیستم را آموزش می‌دهند، یعنی همان چیزی که در بازآفرینی صدای افراد مشهوری که درگذشته‌اند، به صورت دیجیتالی دیده‌ایم.

علاوه بر این، پژوهشگران با شرکت Speech Graphics که فناوری پویانمایی چهره واقع‌گرایانه را برای بازی‌های رایانه‌ای می‌سازد، برای ایجاد یک نمایه دیجیتال از بیمار(آواتار) همکاری کردند.

فناوری این شرکت، حرکات اسکلتی عضلانی لازم را که صورت بر اساس تجزیه و تحلیل ورودی صدا انجام می‌دهد، مهندسی معکوس می‌کند، سپس آن داده‌ها را در لحظه به یک موتور بازی می‌دهد تا در یک آواتار بدون تاخیر متحرک شود. از آنجایی که سیگنال‌های ذهنی بیمار مستقیماً به آواتار منتقل می‌شود، بیمار می‌تواند احساسات خود را در لحظه ابراز کند و به صورت غیرکلامی نیز ارتباط برقرار کند.

مایکل برگر، مدیر ارشد فناوری و یکی از بنیان‌گذاران شرکت Speech Graphics می‌گوید: ایجاد یک آواتار دیجیتالی که می‌تواند در لحظه صحبت کند، ابراز احساسات کند و مستقیماً به مغز سوژه متصل شود، پتانسیل چهره‌های مبتنی بر هوش مصنوعی را بسیار فراتر از بازی‌های ویدیویی نشان می‌دهد.

وی افزود: بازگرداندن صدای این افراد به تنهایی قابل توجه است، اما ارتباط از طریق حالات چهره نیز بسیار عالی است و حس تجسم و کنترل را که بیمار آن را از دست داده است، به وی باز می‌گرداند.

همچنین در پژوهش مشابه دیگری، پژوهشگران دانشگاه استنفورد فعالیت مغز زنی را که به دلیل بیماری عصبی ALS  توانایی صحبت کردن را از دست داده بود به متن قابل نمایش روی نمایشگر تبدیل کرد.

فناوری رابط مغز و رایانه در اوایل دهه 1970 معرفی شد و در دهه‌های آتی به آرامی توسعه یافت. پیشرفت‌ها در سیستم‌های پردازش و محاسبات اخیراً به تقویت مجدد این حوزه کمک کرده است.

شرکت آمریکایی سینکرون(Synchron) سال گذشته اولین شرکتی شد که با موفقیت یک رابط مغز و رایانه را در مغز یک بیمار انسانی کاشت و خبرساز شد.

ضمن این که آزمایشات شرکت نورالینک(Neuralink) متعلق به ایلان ماسک نیز اوایل سال جاری محدود شد، زیرا مشخص شد که این شرکت تعداد زیادی از خوک‌های تحت آزمایش را در دوره‌های آزمایش قبلی خود کشته است.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: رابط مغز و رایانه سکته مغزی هفته دولت دانشگاه علم و فرهنگ جهاد دانشگاهی رئیس جهاددانشگاهی کشور دانشگاه های علوم پزشکی چاندرایان 3 آرتمیس 3 هفته دولت دانشگاه علم و فرهنگ جهاد دانشگاهی رئیس جهاددانشگاهی کشور مغز و رایانه یک آواتار

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۵۳۹۱۴۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

نقشه‌ تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.

به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.

به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.

این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.

سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.

با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.

از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.

اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.

از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.

این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.

اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین ​​نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه‌ دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.

«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.

پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.

طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.

طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.

همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.

بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.

پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.

در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.

انتهای پیام