Beyin-Bilgisayar Arayüzü: İnsan ve Makine Bütünleşiyor

0
707

 

Beyin-bilgisayar arayüzü (BCI’ler), ciddi oranda bedensel engelli bireylerin kendi çevrelerinin kontrolünü yeniden elde etmelerini sağlayan potansiyel bir araç olarak görülmekte. İsviçre’nin Cenevre şehrinde bulunan École Polytechnique Fédérale de Lausanne‘den bir grup araştırmacı tarafından, açık erişimli bir dergi olan PLOS Biology‘de 10 Mayıs’ta yayınlanan bir çalışma, insanların makinelere uyum sağlamalarına izin vermenin, beyin-bilgisayar arayüzü üzerindeki performanslarını geliştirdiğini savunuyor. Çalışmada kullanılan tetraplejik (kolların, bacakların ve bedenin tamamen felç olma durumu) denekler, Cybathlon avatar yarışı için eğitildi. Bu çalışma, hem insanın hem de makinenin karşılıklı ve aynı anda öğrenmesine izin verildiğinde, bilgisayar destekli performansta elde edilebilecek en dramatik gelişmelerin ortaya çıktığını göstermektedir.

Bir nesneyi kontrol etmek için beyindeki elektriksel aktiviteyi kullanan bu teknoloji, ciddi oranda omurilik hasarı olan kişilerin, iletişim kurma (bir klavyeyi kontrol ederek), hareket kabiliyeti (elektrikli tekerlekli sandalyeyi kontrol ederek) ve günlük işlerini yapabilme (yapay bir kol veya başka bir mekanik cihazın kontrol edilmesi) yönünden gittikçe gelişen bir kullanım alanı sağlıyor.

Tipik olarak, elektriksel aktivite, non-invaziv elektroensefalografik elektrotlar kullanılarak, kafatası yüzeyinin bir veya daha fazla noktasına yerleştirilir ve zamanla, öğrenme yoluyla yanıt veren ve doğruluğu arttıran bir bilgisayar programı ile beslenir.

Makine öğrenim algoritmaları hem daha hızlı hem de daha güçlü hale geldikçe, araştırmacılar, en uygun model tanıma algoritmalarını oluşturarak, kod çözme performansını büyük ölçüde artırmaya odaklandılar. Yazarlar, hem operatörün hem de makinenin, karşılıklı görevlerini öğrendikleri sırada performanslarının geliştirilebileceğini öne sürdüler.

Uzmanlar bu hipotezi test etmek amacıyla, çoklu beyin dalgası yapılarını belirlemek üzere  tasarlanmış bir BCI sistemi ile eğitim için iki tetraplejik yetişkin erkek denek kullandılar. Eğitim, birkaç ay sürdü ve kendilerinin dışında 10 farklı takımın da yer aldığı  Cybathlon isimli uluslararası bir yarışma ile sona erdi.  “Her katılımcı, çok bölümlü bir yarışta ekrandaki bir avatarı kontrol etti. Yarışmanın bölümleri, bisiklete binme, atlama, kayak ve yürüyüşten oluşan farklı farklı komutlarda usta olmayı gerektiriyordu. Bu iki denek, yarışmada üç kez birinci oldu. Deneklerden biri altın madalyayı kazanırken, diğeri ise turnuva rekoru kırdı.

Eğitim sırasında deneklerin elektroensefalografi kayıtları, avatarları kontrol etmek için sensorimotor ritimleri olarak adlandırılan, hayali hareketlerle ilgili normal beyin dalgası modellerini zihinde taklit ettiğini, ve bu örüntülerin zamanla daha da güçlendiğini göstererek, deneklerin BCI’yi nasıl daha iyi kontrol edebileceklerini öğrendiklerini gösterdi. Ayrıca yazarlar, bir yarışma hazırlığında sürdürülen eğitimin, daha hızlı öğrenmeye katkıda bulunabileceğini ileri sürüyorlar.

Araştırmanın yazarları, “Bu çalışma, BCI eğitimi sırasında öğrenmenin etkinliği açısından çok yönlü bir kanıt niteliğinde olan birkaç çalışmadan biridir. BCI eğitiminin makine öğrenimine odaklanmasının popülerliğinin aksine, geliştirebilecek olan kapsamlı bir karşılıklı öğrenme yöntemi, BCI becerilerinin edinilmesini kuvvetli şekilde destekleyebilir,” yorumunda bulundular.

Kaynak: Science Daily

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here