και στα ρομπότ έκαναν ένα σημαντικό βήμα, αξιοποιώντας την τεχνητή νοημοσύνη, κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα «έξυπνο» πρόγραμμα υπολογιστή που μπορεί να ελέγξει ένα ρομπότ «νοητικά», χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά σήματα που στέλνει ο εγκέφαλος του ασθενούς.
Ο λόγος για τον Λαρισαίο Ιάσονα Μπατζιανούλη, ο οποίος ως επικεφαλής μιας ομάδας ερευνητών του Εργαστηρίου Αλγορίθμων και Συστημάτων Μάθησης της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάνης (EPFL) υπό την επίβλεψη της καθηγήτριας Aude Billard, προχώρησαν σε μια σημαντική εφεύρεση, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Communications Biology» και ήδη έχει απασχολήσει τα ΜΜΕ, καθώς το πρόγραμμα αναμένεται να αξιοποιηθεί από ασθενείς, αδύναμους να κινήσουν τα άνω άκρα τους.
Οι άνθρωποι π.χ. που έπαθαν σοβαρό τραυματισμό στη σπονδυλική στήλη, συχνά έχουν μόνιμη νευρολογική βλάβη και σοβαρότατες κινητικές αναπηρίες, με συνέπεια να μην μπορούν να πιάσουν καν ένα αντικείμενο. Οι επιστήμονες σε πολλές χώρες εργάζονται εδώ και χρόνια για να αναπτύξουν συστήματα που θα βοηθούν αυτούς τους ασθενείς να εκτελούν ορισμένες εργασίες. Μια λύση είναι η βοήθεια που θα μπορούν να παρέχουν τα ρομπότ στους ασθενείς αυτούς, αναλαμβάνοντας να κάνουν εκείνα να κινούν αντικείμενα για λογαριασμό των ανθρώπων με κινητικές δυσκολίες. Όμως πρέπει προηγουμένως να βρεθεί ένας τρόπος τα ρομπότ να παίρνουν τις ανθρώπινες εντολές σε πραγματικό χρόνο και να ανταποκρίνονται σωστά σε αυτές. Ο κ. Μπατζιανούλης και η ομάδα συναδέλφων του προτείνει μια λύση σε αυτόν τον τομέα.
Τον κ. Μπατζιανούλη τον συναντήσαμε πριν λίγο καιρό στη Λάρισα, όπου βρέθηκε για τις προετοιμασίες του γάμου του με την Ειρήνη Παπαναστάση. Του ζητήσαμε να μας αναλύσει αυτό το φιλόδοξο project που έχει προσελκύσει αρκετό ενδιαφέρον.
• Κύριε Μπατζιανούλη, μαζί με την ομάδα σας καταφέρατε κάτι που πάρα πολλοί επιστήμονες προσπαθούν τα τελευταία χρόνια, να βοηθήσουν δηλαδή ασθενείς που δεν μπορούν να μιλήσουν και να κουνηθούν, να αποκτήσουν μία πιο εύκολη καθημερινότητα. Με ποιον τρόπο το καταφέρατε;
- Σήμερα βρισκόμαστε στο αρχικό στάδιο, αλλά έχει μπει ένα λιθαράκι, και σταδιακά με την εμπειρία και την προσπάθεια των πολύτιμων συνεργατών και συναδέλφων μου, πιστεύω ότι η τεχνητή νοημοσύνη και η ρομποτική θα παρέχει σημαντική βοήθεια σε ασθενείς με κινητικά προβλήματα. Ο στόχος μας ήταν να προσφέρουμε λύσεις στην αποκατάσταση αυτών των ασθενών, οι οποίοι αντιμετωπίζουν προβλήματα στην καθημερινότητά τους, όπως π.χ. να πιάσουν ένα ποτήρι και να το μεταφέρουν στο στόμα τους για να πιουν. Ένας ρομποτικός βραχίονας μπορεί να πραγματοποιήσει τέτοιες κινήσεις για τον ασθενή, όπως δηλαδή να πιάσει και να μεταφέρει το ποτήρι που αναφέραμε προηγουμένως.
Για να επιτευχθεί αυτό όμως, το ρομπότ θα πρέπει να είναι σε θέση να προσαρμόσει την κίνησή του με βάση τις εντολές του ασθενή. Η μελέτη μας επικεντρώθηκε ακριβώς σε αυτό: στο πώς θα μπορέσουμε να «χτίσουμε» ένα έξυπνο σύστημα που να καταλαβαίνει τις εντολές του ασθενή και να προσαρμόζει αποτελεσματικά την κίνησή του ώστε να αποφεύγει τα εμπόδια που βρίσκονται στην πορεία του. Για να μπορεί το ρομπότ να αναγνωρίσει τις εντολές του ασθενή-χρήστη εκμεταλλευτήκαμε τα εγκεφαλικά σήματα που εκλύονται στον εγκέφαλό μας όταν αντιλαμβανόμαστε κάτι απρόσμενο και λανθασμένο στο περιβάλλον μας. Για παράδειγμα, όταν αντιλαμβανόμαστε μια πιθανή σύγκρουση αυτοκινήτων ή ότι το ποτήρι γλιστρήσει από το χέρι μας, ο εγκέφαλός μας εκλύει σήματα ειδικού τύπου. Τέτοια σήματα μπορούν να εκλυθούν και όταν ένα ρομπότ πάει να συγκρουστεί με ένα εμπόδιο.
Ο αλγόριθμος που αναπτύξαμε, κάνοντας χρήση μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης, μπορεί να αναγνωρίσει τέτοια τύπου εγκεφαλικά σήματα και να «ειδοποιήσει» το ρομπότ να προσαρμόσει την πορεία του και να αποφύγει τα εμπόδια. Με αυτόν τον τρόπο, το ρομπότ μπορεί να ολοκληρώσει αποτελεσματικά και χωρίς διακοπές την εντολή του. Όπως στο παράδειγμά μας, να μεταφέρει το ποτήρι στο στόμα του ασθενούς-χρήστη αποφεύγοντας τις συγκρούσεις με άλλα αντικείμενα. Ένα πιο εξελιγμένο σύστημα που έχουμε αναπτύξει, χρησιμοποιεί και το βλέμμα των χρηστών. Φορώντας κάποια ειδικά γυαλιά που ανιχνεύουν το βλέμμα, μπορούμε να προσδιορίσουμε ποιο είναι το αντικείμενο που θέλει να πιάσει ο χρήστης. Το ρομπότ αξιοποιεί αυτήν την πληροφορία, θέτει ως στόχο το αντικείμενο που υπέδειξε ο χρήστης με το βλέμμα του, και θεωρεί όλα τα υπόλοιπα αντικείμενα ως εμπόδια. Κάνοντας χρήση του συστήματος που αναπτύξαμε, το ρομπότ καταφέρνει να προσεγγίσει τον στόχο αποφεύγοντας τα ενδιάμεσα εμπόδια. Οι μελέτες και τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν αρχικά σε αρτιμελείς ανθρώπους, οι οποίοι δεν αντιμετώπιζαν κινητικά πρόβλημα, και θα ακολουθήσουν παραπληγικοί ασθενείς, αυτοί που υποφέρουν από κάποια δυσλειτουργία των άνω άκρων: των βραχιόνων και των χεριών.
• Πόσο κοντά είμαστε στην τελική εφαρμογή;
- Πρέπει να πούμε αρχικά ότι αυτή η μελέτη είναι συνέχεια μελετών που προηγήθηκαν αυτής, και από το εργαστήριο που με φιλοξένησε, αλλά και από την επιστημονική κοινότητα στον τομέα αυτόν. Γενικά, η έρευνα είναι περισσότερο μαραθώνιος παρά αγώνας ταχύτητας, και κάθε μελέτη βάζει ένα μικρό κομμάτι που σταδιακά θα δημιουργήσει κάτι μεγαλύτερο προς όφελος του ανθρώπου. Για τη δική μας μελέτη, όλη η δουλειά διήρκεσε πάνω από δύο χρόνια. Ουσιαστικά χρειάστηκαν 12 με 14 μήνες για να στήσουμε τον έλεγχο του ρομπότ, να αναπτύξουμε, να εκπαιδεύσουμε και να ενσωματώσουμε αυτά τα συστήματα στο ρομπότ, όπως και να συντάξουμε τη σχετική μελέτη.
Αντιμετωπίσαμε διάφορα προβλήματα, καθώς λόγω του κορονοϊού η πρόσβαση στο εργαστήριο και η διεξαγωγή πειραμάτων ήταν περιορισμένη. Ήταν μια δύσκολη και επίπονη προσπάθεια και πετύχαμε το πρότζεκτ, χρησιμοποιώντας τη μηχανική μάθηση για να συνδέσουμε ένα συγκεκριμένο εγκεφαλικό σήμα με μια συγκεκριμένη ρομποτική εργασία. Μετά, συνδυάσαμε και με επιμέρους εντολές ελέγχου του ρομπότ, έτσι ώστε το ρομπότ τελικά να κάνει από που ο ασθενής έχει στον νου του. Όπως είπα και στην αρχή, χρειάζονται ακόμα πολλές μελέτες μέχρι αυτή η τεχνολογία να περάσει στην παραγωγή, αλλά είμαι πολύ αισιόδοξος ότι η ρομποτική θα προσφέρει λύσεις στην αποκατάσταση ανθρώπων με κινητικά προβλήματα.
Πιστεύω ότι όταν ολοκληρωθεί το πρόγραμμα θα βελτιώσει το βιοτικό επίπεδο των ασθενών, θα τους προσφέρει μία σημαντική ψυχολογική ανάταση. Γενικά η ρομποτική αναπτύσσεται με ραγδαίους ρυθμούς και η συμβολή της στην ιατρική και ιδιαίτερα στην αποκατάσταση κινητικών λειτουργιών θα είναι αισθητή.
Ποιος είναι ο Ιάσονας Μπατζιανούλης
Ο Ιάσονας Μπατζιανούλης, αποφοίτησε από το 2ο Λύκειο Λάρισας το 2003, είναι απόφοιτος του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ 2011) με διδακτορικό στη Ρομποτική και Νευροπροσθετική από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάνης EPFL (2019) και από το 2021 μηχανικός στην εταιρεία Ansys στη Ζυρίχη.
