Neuro robótica
Dominio neurorobótico
Nuestra investigación busca aumentar las redes neuronales biológicas con redes neuronales artificiales y dispositivos biónicos para tratar trastornos neurológicos y avanzar en nuestra comprensión del procesamiento neuronal. Trabajando en la intersección de la inteligencia artificial, la robótica y la neurociencia, estamos desarrollando inteligencia artificial inspirada en la biología e interfaces cerebro-máquina para restaurar y/o mejorar la función humana.
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Esquema neuronal
Este trabajo describe el paradigma de la neuro-robótica: la fusión de la neurociencia y la robótica. La fusión de la neurociencia y la robótica, denominada neuro-robótica, es fundamental para desarrollar sistemas robóticos que se utilicen en el apoyo funcional, la asistencia personal y la neuro-rehabilitación. Aunque normalmente el dispositivo robótico se considera una “herramienta” para los estudios neurocientíficos, se obtiene un gran avance si las dos competencias y metodologías científicas convergen para desarrollar plataformas innovadoras que vayan más allá de la robótica, incluyendo modelos novedosos para diseñar mejores robots. En este artículo se describen tres plataformas robóticas desarrolladas en el laboratorio ARTS de la Scuola Superiore Sant’Anna, aplicando el paradigma de diseño neuro-robótico.
ملاحظات
Simbiosis: “asociación estrecha y prolongada entre dos o más organismos de especies diferentes que puede, pero no necesariamente, beneficiar a cada miembro” (American Heritage Dictionary). El robot se convierte en un agente físico y mecánico que apoya activamente a las personas (sanas, mayores y discapacitadas) en la realización de actividades de la vida diaria.
En la década de 1960, en Man-Computer symbiosis , J.C.R. Licklider formuló una visión de la simbiosis hombre-ordenador en la que los ordenadores y los humanos se volverían interdependientes de forma fluida y compartirían objetivos. En la década de 2010, en muchas tareas, el ser humano y el ordenador comparten objetivos y son interdependientes.
El paradigma de la neuro-robótica es un enfoque de diseño que fusiona la neurociencia y la robótica para diseñar y desarrollar dispositivos robóticos avanzados que interactúen con los seres humanos. Desarrollamos dispositivos robóticos para aplicaciones de rehabilitación y asistencia en la vida diaria de personas afectadas por trastornos del movimiento; dichos dispositivos interactúan con los sujetos humanos a nivel cognitivo y físico, realizando flujos bidireccionales de información (el dispositivo entiende la intención de movimiento del usuario y le devuelve información sobre su estado, a través de mecanismos de retroalimentación sensorial) y de potencia mecánica (el dispositivo proporciona a la articulación del usuario un par de asistencia para reducir su esfuerzo físico). También desarrollamos modelos robóticos (plataformas físicas) para la investigación de teorías neurocientíficas -en este caso, el robot es el propio objeto de la investigación- y explotamos los resultados de la investigación neurocientífica para diseñar y desarrollar sistemas robóticos.
Trabajos de neurorobótica
La neurorobótica es un campo de investigación transdisciplinar emergente en la interfaz entre la neurociencia, la inteligencia artificial y la robótica. La Plataforma Neurorobótica es la solución para la simulación encarnada desarrollada en el contexto del Proyecto Cerebro Humano para ser el núcleo del servicio de Neurociencia de Bucle Cerrado de EBRAINS que ofrece la Infraestructura de Investigación de EBRAINS.
Nuestra comunidad de usuarios incluye a robóticos, neurocientíficos computacionales e ingenieros que trabajan en aplicaciones de computación neuromórfica. Sin embargo, cualquier persona con un conocimiento práctico de Python puede aprender fácilmente a utilizar nuestra plataforma.
El PNR es un ecosistema integrador, en el que se ha prestado especial atención a la creación de interfaces de software y API que permitan la integración no sólo de los motores de simulación, sino también de las herramientas de diseño, análisis y bases de datos, entre otras.
La conexión funcional de los modelos neuronales con los agentes encarnados permite a los neurocientíficos explorar cómo el cerebro realiza una serie de tareas en bucle cerrado, desde tareas sensoriomotoras de bajo nivel, hasta funciones cognitivas superiores (por ejemplo, conciencia contextual, toma de decisiones, etc.).