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सामान्य अध्ययन 3: विज्ञान और प्रौद्योगिकी- विकास और उनके अनुप्रयोग और दैनिक जीवन पर प्रभाव।
संदर्भ:
हाल ही में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को (UCSF) के शोधकर्ताओं ने एक ब्रेन कंप्यूटर इंटरफेस विकसित किया है, जिसने एक लकवाग्रस्त व्यक्ति को वांछित गतिविधियों की कल्पना करके एक रोबोटिक हाथ को नियंत्रित करने में सक्षम बनाया।
ब्रेन-कम्प्यूटर इंटरफेस में स्थिरता विकसित करना
- टीम ने अध्ययन किया कि कैसे हर दिन किसी गतिविधि की कल्पना करने पर मस्तिष्क की गतिविधि के पैटर्न बदलते हैं। इन बदलावों के अनुकूल होने के लिए AI को प्रशिक्षित करके, BCI महीनों तक स्थिर रहा।
- लकवाग्रस्त व्यक्ति के मस्तिष्क में प्रत्यारोपित सेंसर ने बिना कोई संकेत भेजे, गति की मंशा को रिकार्ड कर लिया, जिससे प्रणाली को कल्पित क्रियाओं की विश्वसनीय व्याख्या करने में सहायता मिली।
- आभासी रोबोटिक भुजा के साथ प्रशिक्षण के बाद, प्रतिभागी वास्तविक रोबोटिक भुजा का उपयोग करके ब्लॉक उठाने, कैबिनेट खोलने और पानी के डिस्पेंसर के नीचे कप पकड़ने जैसे कार्य करने में सक्षम हो गया।
- समय के साथ मस्तिष्क की गतिविधि में होने वाले बदलावों की जांच करने के लिए, एक लकवाग्रस्त प्रतिभागी को शरीर के अलग-अलग अंगों को हिलाने की कल्पना करने के लिए कहा गया। शारीरिक रूप से हिलने-डुलने में असमर्थ होने के बावजूद, उसका मस्तिष्क लगातार गति-संबंधी संकेत उत्पन्न करता रहा, जिन्हें BCI के माध्यम से प्रत्यारोपित सेंसर द्वारा कैप्चर किया गया।
- अध्ययन में भाग लेने वाले व्यक्ति के मस्तिष्क की सतह पर छोटे-छोटे सेंसर लगाए गए थे, जो उसके द्वारा गतिशील होने की कल्पना करने पर मस्तिष्क की गतिविधि को पकड़ लेते थे।
- सेंसर मस्तिष्क को कोई संकेत नहीं भेजते, बल्कि मस्तिष्क के गतिशील क्षेत्रों से केवल गति करने की मंशा को पढ़ते हैं।
- प्रतिभागी को हाथ की गतिविधियों की कल्पना करने के लिए कहा गया, जबकि सेंसर ने एआई को प्रशिक्षित करने के लिए उसकी मस्तिष्क गतिविधि को रिकॉर्ड किया।
- फीडबैक के लिए एक आभासी रोबोटिक भुजा से शुरुआत करते हुए, उन्होंने अंततः एक वास्तविक रोबोटिक भुजा पर नियंत्रण प्राप्त कर लिया, तथा ब्लॉक उठाने और पानी निकालने वाली मशीन का उपयोग करने जैसे कार्य करने लगे।
ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (BCI)
- ब्रेन-कम्प्यूटर इंटरफेस (BCI) ऐसे उपकरण हैं जो मस्तिष्क की विद्युतीय गतिविधि और बाह्य आउटपुट के बीच सीधा संचार मार्ग बनाते हैं।
- सेंसर मस्तिष्क के संकेतों को पकड़ते हैं और उन्हें कंप्यूटर या रोबोटिक अंगों जैसे उपकरणों तक पहुंचाते हैं, जिससे विचार-संचालित क्रियाएं संभव हो जाती हैं।
- ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस का कार्य
- ब्रेन-कम्प्यूटर इंटरफेस (BCI) मस्तिष्क की तंत्रिका गतिविधि की नकल करते हैं, तथा न्यूरॉन्स के बीच सिनेप्स पर विचारों या निर्णयों के दौरान उत्पन्न होने वाले विद्युत संकेतों को पकड़ते हैं।
- वोल्टेज स्पाइक्स का पता लगाने तथा उनकी आवृत्ति और ताकत को मापने के लिए इन तंत्रिका स्थलों के पास इलेक्ट्रोड लगाए जाते हैं।
- डेटा को न्यूरल डिकोडिंग का उपयोग करके सॉफ्टवेयर के माध्यम से संसाधित किया जाता है, जहां एआई और मशीन लर्निंग मस्तिष्क के संकेतों को इच्छित क्रियाओं में परिवर्तित करते हैं।
ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस के अनुप्रयोग
- रोबोटिक अंग और व्हीलचेयर: मस्तिष्क को पुनः संयोजित करने वाले वास्तविक समय तंत्रिका फीडबैक लूप की आपूर्ति करके, BCI लकवाग्रस्त और विकलांग रोगियों के लिए गति, गतिशीलता और स्वायत्तता बहाल करने में सक्षम हैं, जिससे उनके जीवन की गुणवत्ता बढ़ जाती है।
- भूमिका : यह मस्तिष्क की गतिविधि को नियंत्रित करके तंत्रिका संबंधी और मानसिक स्थितियों का इलाज कर सकता है।
- स्पेलर: गैर-मौखिक व्यक्ति, जो स्ट्रोक या गंभीर चोट के बाद बंद अवस्था में फंस सकते हैं, कंप्यूटर-संवर्धित संचार के लिए आंखों की गति का उपयोग कर सकते हैं।
- स्मार्टफोन और स्मार्ट-होम डिवाइस इंटरफेस: कई अध्ययनों में, उपयोगकर्ताओं ने शारीरिक मोटर कौशल के बिना सोशल नेटवर्किंग ऐप्स, ईमेल प्रशासन, वर्चुअल असिस्टेंट और त्वरित संदेश सेवाओं पर नियंत्रण किया है।
- ड्रोन: जनवरी 2025 में एक अध्ययन प्रकाशित हुआ था जिसमें एक बीसीआई प्रणाली का उपयोग टेट्राप्लेजिया से पीड़ित एक मानव रोगी द्वारा एक आभासी क्वाडकॉप्टर को नियंत्रित करने के लिए किया गया था।