Школяр із США створив механічну руку, керовану силою думки (відео)

17-річний школяр із Вірджинії, США, на ім'я Бенджамін Чой, розробив штучну руку, якою можна керувати за допомогою штучного інтелекту. Про такий проєкт написало видання Smithsonian Magazine.

За словами хлопчика, близько 10-ти років тому він переглянув документальний фільм "60 хвилин", у якому вчені імплантували в голову жінки електронні датчики, які дозволили їй керувати роботизованим протезом силою думки. Бенджамін Чой надихнувся фантастичним досягненням і вирішив створити аналог, який дозволить обійтися без складної та ризикованої операції на відкритому мозку.

Під час пандемії в юного американця з'явилося багато вільного часу, який він витратив здійснення своєї мрії. Він обладнав у підвалі батьківського будинку лабораторію та за допомогою 3D-принтера сестри створив першу версію роборуки. Обладнання дозволяло друкувати деталі трохи більше за 4,7 дюйма (близько 12 см), а скріплювати їх довелося за допомогою болтів і гумок. Лише на друк компонентів пішло близько 30 годин роботи.

Рука керується за допомогою спеціального пристрою, який одягається на голову та перетворює мозкові хвилі та жести на рух механічної кінцівки. Два електроди (один — на лобі, а інший — на мочці вуха) вловлюють електричну активність мозку, а потім датчики передають дані через Bluetooth на мікрочип у протезі. Хлопчик також розробив ШІ, який розшифровує сигнали та змушує руку виконувати те, що наказує мозок. Команди також можна віддавати кивками голови чи кліпанням очей.

Бенджамін Чой вивчав програмування та навіть брав участь у світовому чемпіонаті з робототехніки. Починаючи з дев'ятого класу, він вивчав мови програмування Python і C++. Через шість місяців після початку роботи школяр розмістив на YouTube відео зі своїми напрацюваннями. Протез привернув увагу Джозефа Данна, жителя штату Пенсільванія з ампутованою рукою, який почав консультувати винахідника щодо дизайну.

У 2021 році Бенджамін Чой отримав фінансування від Массачусетського технологічного інституту та продовжив розробку в співпраці з професійними інженерами. Близько шести місяців пішли на експерименти з хмарними обчисленнями, щоб зробити руку інтернет-сумісною, він планував зберігати ШІ у хмарі та налаштувати зв'язок із протезом по Wi-Fi, проте час відгуку на команди був занадто великим. У результаті хлопець вирішив стиснути модель на чипі та вбудувати його в саму роборуку.

Під час створення ШІ Бенджамін залучив до роботи шість дорослих добровольців і приблизно дві години на день збирав дані про їхню мозкову активність. Для цього він підключав до голови кожної людини електрод і просив стискати та розтискати кулак. Після цього ШІ вчився розрізняти сигнали та змушувати механічну кінцівку працювати відповідним чином. Штучний алгоритм складається з більш ніж 23 тисяч рядків коду, 978 сторінок математичних операцій і сімох підмоделей, точність його становить близько 95%. За словами Бенджаміна Чоя, до цього "золотим стандартом" був показник 73,8%.

Собівартість руки Бена Чоя становить близько $300 — у рази дешевша, ніж оцінюються інші роботичні протези на сучасному ринку. Відносно простий пристрій із живленням від тіла носія коштує близько $7 тис. Станом на 2015 рік дуже просунутий модульний протез кінцівки з повною рукою, що має 26 суглобів, сотні датчиків і може згинатися до 45 фунтів, коштував близько 500 000 доларів.

Американському інженеру ще є над чим попрацювати, зокрема над приєднання руки до тіла, поки кінцівка фіксується на спеціальній стійці. Бенджамін Чой запевняє, що пізніше спроєктує кріплення, але воно вимагатиме індивідуального налаштування під кожну людину.

Цзі Лю, професор кафедри електротехніки й обчислювальної техніки в Університеті Стоуні-Брук, відзначив розум і працьовитість Бенджаміна Чоя. Влітку 2021 року вчений віддалено працював разом із хлопчиком над створенням ШІ та дав йому кілька порад, у тому числі про те, як створити великі набори даних для навчання алгоритму. За словами Цзю Лю, дешева роборука Чоя за якістю мало чим поступається дорожчим сучасним протезам.

Раніше стало відомо, що штучний інтелект дозволяє розкривати гаманці з криптовалютою. Дослідники з'ясували, що інструмент Copilot використовує для написання коду відкриті бази даних, які іноді містять ключі від рахунків, що діють.