Школьник из США создал механическую руку, управляемую силой мысли

17-летний школьник из Вирджинии, США, по имени Бенджамин Чой разработал искусственную руку, которой можно управлять при помощи искусственного интеллекта. О таком проекте написало издание Smithsonian Magazine.

По словам мальчика, около 10-ти лет назад он посмотрел документальный фильм "60 минут", в котором ученые имплантировали в голову женщины электронные датчики, которые позволили ей управлять роботизированным протезом силой мысли. Бенджамин Чой вдохновился фантастическим достижением и решил создать аналог, который позволит обойтись без сложной и рискованной операции на открытом мозге.

Во время пандемии у юного американца появилось много свободного времени, которое он потратил на воплощение своей мечты. Он оборудовал в подвале родительского дома лабораторию и при помощи 3D-принтера сестры создал первую версию роборуки. Оборудование позволяло печатать детали не более 4,7 дюймов (около 12 см), а скреплять их пришлось с помощью болтов и резинок. Только на одну печать компонентов ушло около 30 часов работы.

Рука управляется при помощи специального устройства, которое надевается на голову и преобразовывает мозговые волны и жесты в движения механической конечности. Два электрода (один — на лбу, а другой — на мочке уха) улавливают электрическую активность мозга, а затем датчики передают данные через Bluetooth на микрочип в протезе. Мальчик также разработал ИИ, который расшифровывает сигналы и заставляет руку выполнять то, что приказывает мозг. Команды также можно отдавать кивками головы или морганием глаз.

Бенджамин Чой изучал программирование и даже участвовал в мировом чемпионате по робототехнике. Начиная с девятого класса, он изучал языки программирования Python и C++. Через шесть месяцев после начала работы, школьник разместил на YouTube видео со своими наработками. Протез привлек внимание Джозефа Данна, жителя штата Пенсильвания с ампутированной рукой, который начал консультировать изобретателя по поводу дизайна.

В 2021 году Бенджамин Чой получил финансирование от Массачусетского технологического института и продолжил разработку в сотрудничестве с профессиональными инженерами. Около шести месяцев ушли на эксперименты с облачными вычислениями, чтобы сделать руку интернет-совместимой, он планировал хранить ИИ в облаке и настроить связь с протезом по Wi-Fi, однако время отклика на команды было слишком большим. В итоге парень решил сжать модель на чипе и встроить его в саму роборуку.

Во время создания ИИ Бенджамин привлек к работе шесть взрослых добровольцев и примерно по два часа в день собирал данные об их мозговой активности. Для этого он подключал к голове каждого человека электрод и просил сжимать и разжимать кулак. После этого ИИ учился различать сигналы и заставлять механическую конечность работать соответствующим образом. Искусственный алгоритм состоит из более чем 23 тысяч строк кода, 978 страниц математических операций и семь подмоделей, точность его составляет около 95%. По словам Бенджамина Чоя, до этого "золотым стандартом" был показатель в 73,8%.

Себестоимость руки Бена Чоя составляет около $300 — в разы дешевле, чем оцениваются другие роботические протезы на современном рынке. Относительной простое устройство с питанием от тела носителя стоит около $7 тыс. По состоянию на 2015 год очень продвинутый модульный протез конечности с полной рукой, который имеет 26 суставов, сотни датчиков и может сгибаться до 45 фунтов, стоил около 500 000 долларов.

Американскому инженеру еще есть над чем поработать, в частности, над присоединении руки к телу, пока конечность фиксируется на специальной стойке. Бенджамин Чой уверяет, что позже спроектирует крепление, но оно потребует индивидуальной настройки под каждого человека.

Цзи Лю, профессор кафедры электротехники и вычислительной техники в Университете Стоуни-Брук, отметил ум и трудолюбие Бенджамина Чоя. Летом 2021 года ученый удаленно работал вместе с мальчиком над созданием ИИ и дал ему несколько советов, в том числе о том, как создать большие наборы данных для обучения алгоритма. По словам Цзю Лю, дешевая роборука Чоя по качеству мало чем уступает более дорогим современным протезам.

Ранее стало известно, что искусственный интеллект позволяет вскрывать кошельки с криптовалютой. Исследователи выяснили, что инструмент Copilot для написания кода на открытых базах данных, которые иногда содержат ключи от действующих счетов.