「前例のない」レベルの制御により、手足の不自由な人でも仮想クアドコプターを操作できるようになる(’Unprecedented’ level of control allows person without use of limbs to operate virtual quadcopter)

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2025-01-20 ミシガン大学

ミシガン大学とスタンフォード大学の研究チームは、四肢麻痺患者が脳-コンピュータインターフェース(BCI)を通じて仮想クアッドコプターを操作できる技術を開発しました。患者の運動皮質に埋め込まれた電極が指の動作意図を認識し、機械学習で処理して仮想クアッドコプターを制御します。この技術は、ゲーム操作だけでなく、リモートワークや趣味を通じた社会的交流を可能にする可能性を示しています。BCIの精密制御が進むことで、身体機能の広範な回復も視野に入ります。

<関連情報>

脳とコンピュータの高性能インターフェイスにより、麻痺のある人の指のデコードとクアッドコプターのゲーム制御を実現 A high-performance brain–computer interface for finger decoding and quadcopter game control in an individual with paralysis

Matthew S. Willsey,Nishal P. Shah,Donald T. Avansino,Nick V. Hahn,Ryan M. Jamiolkowski,Foram B. Kamdar,Leigh R. Hochberg,Francis R. Willett & Jaimie M. Henderson
Nature Medicine  Published:20 January 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41591-024-03341-8

「前例のない」レベルの制御により、手足の不自由な人でも仮想クアドコプターを操作できるようになる(’Unprecedented’ level of control allows person without use of limbs to operate virtual quadcopter)

Abstract

People with paralysis express unmet needs for peer support, leisure activities and sporting activities. Many within the general population rely on social media and massively multiplayer video games to address these needs. We developed a high-performance, finger-based brain–computer-interface system allowing continuous control of three independent finger groups, of which the thumb can be controlled in two dimensions, yielding a total of four degrees of freedom. The system was tested in a human research participant with tetraplegia due to spinal cord injury over sequential trials requiring fingers to reach and hold on targets, with an average acquisition rate of 76 targets per minute and completion time of 1.58 ± 0.06 seconds—comparing favorably to prior animal studies despite a twofold increase in the decoded degrees of freedom. More importantly, finger positions were then used to control a virtual quadcopter—the number-one restorative priority for the participant—using a brain-to-finger-to-computer interface to allow dexterous navigation around fixed- and random-ringed obstacle courses. The participant expressed or demonstrated a sense of enablement, recreation and social connectedness that addresses many of the unmet needs of people with paralysis.

生物工学一般
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