בחירת שפה:

/
/
בינה מלאכותית והאדם הביוני, השימוש בבינה מלאכותית לטובת אורתופדיה פרוטזות

בינה מלאכותית והאדם הביוני, השימוש בבינה מלאכותית לטובת אורתופדיה פרוטזות

המבוגרים שבנינו, וחובבי הנוסטלגיה, בוודאי זוכרים את סדרת המדע הבדיוני, ששודרה בשנות השבעים וספרה את סיפורו של סטיב אוסטין – האיש השווה מיליונים. בקצרה, הסדרה ספרה את סיפורו של טייס שנפגע בתאונה קשה, בעקבותיה עבר ניתוח במהלכו הושתלו בגופו רגליים, יד ועין או עיניים מלאכותיות, שהופעלו על ידי מחשב שחובר ישירות למוחו. בסדרת מדע בדיוני זו העניקו השתלים לסטיב אוסטין כוחות דמיוניים. משנות השבעים והמדע הבדיוני נקפוץ קפיצה משמעותית לימינו אנו. 

ככל שמתקדמת טכנולוגית ה-AI, הופך הרעיון האנושי הביוני ממדע בדיוני למציאות, בה כבר עכשיו יש תותבות מותאמות אישית והחלפות איברים. תוך ניצול כוחה של טכנולוגית בינה מלאכותית חוקרים, רופאים מתחומי מומחיות שונים, ואנשי מקצוע נוספים תרים ומוצאים דרכים חדשות לשיפור איכות חייהם של אנשים עם מוגבלויות חושיות ופיזיות. בינה מלאכותית מגויסת לטובת התפקודים והניידות אצל הנכים. במאמר שלפנינו נדון מעט באופן היישום של בינה מלאכותית (AI) במכשירים תותבים מתקדמים כמו גפיים, עיניים, ואיברים תותבים אחרים במטרה לשפר את התפקודיות ואת ההתאמה האישית. נדבר על שימוש באלגוריתמי בינה מלאכותית לשם פירוש ופיענוח אותות עצביים באופן כזה שגפיים תותבות תוכלנה לפרש אותות עצביים המשוגרים על ידי שריריו של הנכה ולאפשר לו תפעול מדויק תוך שהוא שולט בהן. 

התקדמות הבינה המלאכותית בשיפור איברים תותבים

תותבות מיאו-אלקטריות – גפיים מלאכותיות המשתמשות באותות חשמליים מהשרירים כדי לשלוט בתנועה. הם מתרגמים פעילות חשמלית משאריות שרירים לתנועה מכנית, וכך מתאפשרת פעולה אינטואיטיבית ופונקציונלית יותר של התותבת. בשנים האחרונות עוברות התותבות המיאו-אלקטריות מהפכה בזכות השימוש בבינה מלאכותית. אלגוריתמי בינה מלאכותית מפרשים את אותות השרירים העדינים ביותר ביתר דיוק, תוך שהם מסתגלים לדפוסי המשתמש הייחודיים לאורך זמן, תוך הפחתת המאמץ הנדרש לשליטה. שילוב כוחות של נתונים היסטוריים, מערכות ראייה ממוחשבת, רשתות עצביות מאומנות מאפשרות שליטה על האיברים התותבים בצורה חופשית הרבה יותר, שבעבר הייתה לא אפשרית:

  1. בהתבסס על נתונים היסטוריים, מסייעות טכניקות למידת מכונה, לתותב לחזות את התנועות הרצויות או המתבקשות
  2. מערכות ראייה ממוחשבת מאפשרות למכשיר לזהות עצמים ולהתאים אוטומטית את כוח האחיזה ואת מיקום האצבעות.
  3. רשתות עצביות מאומנות לפענח דפוסי הפעלה מורכבים של שרירים, המאפשרות שליטה בדרגות חופש רבות, שקודם לכן הייתה בלתי אפשרית.

ככל שמתקדמת טכנולוגית ה-AI כך מנסים החוקרים להביא לידי יישום חלומות הכוללים תותבות שתוכלנה לספק משוב חושי באמצעות ממשקים עצביים, וליצור מערכת תקשורת דו-כיוונית שתוכל לטשטש עוד יותר את ההבדלים שבין הגפיים הביולוגיות לתותבות.

רשתות עצביות מבוקרות דיבור לידיים תותבות

בוועידה בינלאומית בנושא בינה מלאכותית הציגו חוקרים מאוניברסיטת קולורדו ומאוניברסיטת דאלאס, מחקר העוסק בפיתוח ידיים תותבות הנשלטות על ידי דיבור.

בהתחשב בכך שצורת התקשורת הנפוצה ביותר בין בני האדם היא השפה/הדיבור הפך נושא תנועה באמצעות דיבור לאחד מהנושאים המרכזיים בפיתוח תותבות תוך שימוש במערכת זיהוי דיבור.

רשת עצבית מפוקחת

רשת עצבית מפוקחת לומדת מנתונים מתויגים היטב. כל קלט משודך לפלט התואם. במהלך האימון, מתאימה הרשת מתאימה את גורמי המדידה המגדירים, בצוותא עם הגורמים הפנימיים שלה לשם מיפוי הקלט לתוצאה המבוקשת, תוך מזעור ההבדלים שעשויים להיות בין תחזית הרשת העצבית לבים התגיות שסופקו לה.

רשתות עצביות מבוקרות דיבור עבור ידיים תותבות הן מערכות חדשניות המאפשרות לאנשים להזיז את תותבות הידיים באמצעות דיבור. תוך שימוש בטכנולוגית בינה מלאכותית הן מתרגמות פקודות מדוברות כמו: “להרים את המזלג” – לתנועות אצבע ויד מדויקות. מדובר בטכנולוגיה מדהימה ומרגשת שככל שתתפתח כך תעניק לאנשים דרך טבעית הרבה יותר לשלוט בתותבות מבלי להיות תלויים בתנועה מסובכת או ב”כפתור” זה או אחר. ה-AI משתפר כל הזמן בזיהוי, הכרת והבנת קולות, מבטאים ופקודות שונות תוך כדי ניסיון.

ככל שבינה מלאכותית תמשיך ותשתפר, יהפכו המערכות הללו יותר תגובתיות ואינטואיטיביות, ומשימות היומיום קלות יותר עבור הנדרשים לתותבות.

לקויות שמיעה

בינה מלאכותית מאפשרת פתרונות חדשניים לתיקון ליקויי שמיעה וחירשות. 

  1. מכשירי שמיעה המופעלים על ידי AI יכולים לסנן רעשי רקע, לנתח ולהסתגל לסביבות סאונד מורכבות, להתמקד ברמקולים ספציפיים בחדרים צפופים, לתרגם שפה בזמן אמת, וליצור פרופילים של הגברה מותאמים אישית.
  2. הבינה המלאכותית אינה מסתפקת במכשירי השמיעה ונעשה בה שימוש גם לפיתוחם של שתלי שבלול מתוחכמים לשם גירוי מדויק של עצב השמיעה ושיפור יכולתו לקלוט ולהבין את הקול.
  3. אלגוריתמים של AI מסייעים בזיהוי מוקדם של אובדן שמיעה באמצעות בדיקת שמיעה אוטומטית וניתוח דפוסי דיבור, המאפשרים טיפול נכון בזמן למניעת הידרדרות נוספת.

לקויות ראיה

בינה מלאכותית מציעה פתרונות חדשניים לאנשים עם ליקויי ראייה ואפילו עיוורון. 

  1. אבחון – מכשירי אבחון מבוססי בינה מלאכותית מאפשרים זיהוי ופענוח מדויק של בריאות העין לטובת זיהוי מוקדם של ליקויים כמו ניוון מקולרי מחלת עיניים ההורסת בהדרגה את החלק ברשתית שאחראי לראייה מרכזית חדה, משפיעה בדרך כלל על מבוגרים ומקשה על קריאה, נהיגה זיהוי פנים ועוד מחלת עיניים הפוגעת בעצב הראייה עקב לחץ מוגבר בתוך העין, מחלה זו גורמת לאובדן ראייה הדרגתי.
  2. אלגוריתמי AI משולבים בטכנולוגיות כמו משקפיים חכמות ואוזניות מציאות מדומה, המעבדות מידע חזותי תוך זיהוי אובייקטים, קריאת טקסט, ניווט, ומגדילות את האובייקט בזמן אמת עבור המשתמש לקוי הראייה. מערכות אלו בעצם מאפשרות לאנשים עם לקויות ראייה לחיות חיים עצמאיים.
  3. שילוב טכנולוגיות בינה מלאכותית בקידום טכנולוגית העין הביונית מוביל להתקדמות בתחום תותבות הראייה. 
  4. עיניים ביוניות עשויות לסייע בשיקום הראייה אצל אנשים עם סוגים מסוימים של אובדן ראיה. נעשים כל הזמן מחקרים על טיפולים חדשניים מבוססי בינה מלאכותית, כולל תותבות רשתית וטיפולים גנטיים, שמטרתם לשחזר את הראייה ברמה התאית, תוך פוטנציאל להשיב את הראיה לאדם העיוור. יישומי בינה מלאכותית בפיתוח עיניים ביוניות, כוללים עיבוד תמונה מבוסס בינה מלאכותית, אלגוריתמים של למידת מכונה ורשתות עצביות.
  5. חשוב עם זאת לציין כי לטכנולוגיות העין הביונית יש עדין לא מעט מגבלות כגון איכות תמונה ירודה וחיי סוללה מוגבלים. וחלק נכבד של המחקר עוסק בשיפור איכות התמונה, פיתוח טכנולוגיות תקשורת אלחוטיות, מזעור שתלים, שילוב בינה מלאכותית ופיתוח תותבות חושיות רב-מודאליות. ככל שמתפתחת הטכנולוגיה ולצדה המחקר והפיתוח אנחנו עשויים לחזות כבר בעתיד הנראה לעין מכשירים שביכולתם להשיב את הראיה לאנשים עם לקויות ראיה בצורה מושלמת.

לסיכום

המאמר הציג לפניכם את דרכה של בינה מלאכותית, מהתקופה בה הייתה לא יותר סדרת מדע בדיוני מסקרנת, לימינו אנו. הצגנו את אפשרויותיה של בינה מלאכותית לשנות את תפקודן של גפיים תותבות באמצעות מתן שליטה קולית או פירוש אותות עצביים.

ביצוע של תנועות מורכבות, ועוד. לקויי שמיעה זוכים בעזרים שונים מבוססי AI המסוגלים לסנן רעשים להתמקד בקולות מסוימים, ואפילו לתרגם שפות זרות. ללקויות ראייה, אלגוריתמי AI מציעים משקפיים חכמים ומערכות ראייה ממוחשבות לזיהוי עצמים, הגדלת כתיב ותיאור הסביבה. הממשק שבין בינה מלאכותית והטכנולוגיה הביונית יוצרת ועוד תיצור מערכות רבות, מגוונות וטבעיות שתספקנה לאנשים עם מוגבלויות חושיות ופיזיות שיפור רב משמעות באיכות חייהם.

הרשמה לקורס

כמה פרטים קטנים...

רגע לפני שאתם עוזבים

תנו לנו לתת לכם הצעה חד פעמית!