Robot Technology : रोबोटिक हातांना श्‍वासाद्वारेही देता येतील सूचना

Robotics : दिव्यांग व्यक्तींमध्ये वेगवेगळ्या बाह्य रोबोटिक अवयवांचा वापर आता वेगाने वाढत चालला आहे. त्याच प्रमाणे निरोगी लोकांकडूनही वेगवेगळ्या प्रकारच्या शरीरावर लावून वापरण्यायोग्य बाह्य उपकरणांचा वापर होऊ लागला आहे.

औद्योगिक क्षेत्रामध्येही अशा उपकरणांचा वापर उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये केला जात आहे. अशा उपकरणांना सूचना देणे व त्यानुसार योग्य ते काम करून घेणे, यासाठी सध्या विविध तंत्रज्ञानांचा वापर केला जातो. मात्र हे काम आता केवळ श्वासोच्छ्वासाने करणे शक्य असल्याचा दावा शास्त्रज्ञांनी केला आहे.

‘बेर्टारेल्ली फाउंडेशन चेअर इन ट्रान्सलेश्‍नल न्यूरोइंजिनियरिंग’ आणि चेतापेशी अभियंता (न्यूरोइंजिनिअर) सिल्व्हेस्ट्रो मिसेरा हे त्रासदायक घटना किंवा न्यूरोलॉजिकल विकारांमुळे संवेदना गमावलेल्या लोकांना उपयोगी ठरतील, असे आधुनिक तंत्रज्ञान विकसित करत आहेत. मात्र आतापर्यंत त्यांनी तंत्रज्ञानाच्या साहाय्याने मानवी शरीर आणि त्याची आकलनशक्ती वाढविण्याबाबत फारसे काम केले नव्हते.

मिसेरा आणि त्यांच्या गटाने एका पातळ पडद्याच्या (डायफ्रम) हालचालींच्या निरीक्षणातून एखाद्या निरोगी व्यक्तीला लावलेला यांत्रिक हात (रोबोटिक आर्म) कार्यान्वित करण्यासंदर्भात अभ्यास केला आहे. हा अभ्यास पूर्वी ‘स्विस नॅशनल सायन्स फाउंडेशन’ने आर्थिक साह्य पुरवलेल्या ‘थर्ड आर्म प्रोजेक्ट’ या प्रकल्पाचा भाग आहे. या अभ्यासाचे निष्कर्ष ‘सायन्स रोबोटिक्स’मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहेत.

मेंदूची कामकाज व नियंत्रण पद्धती जाणून घेण्यावर भर

आपल्या दोन नैसर्गिक हातांनी काही कामे करत असतानाच अतिरिक्त रोबोटिक हातही श्‍वासाच्या साह्याने नियंत्रित करता येईल. विशेषतः बाह्य हातांच्या नियंत्रणादरम्यानच्या संज्ञानात्मक मर्यादांचा शोध घेतल्यामुळे मानवी मेंदूच्या कामकाजाविषयी अधिक चांगल्या प्रकारे जाणून घेण्याचे अनेक दरवाजे उघडतील, असा विश्‍वास मिसेरा यांना वाटतो. ते पुढे म्हणाले, की या तिसऱ्या हाताच्या नियंत्रणाची मुख्य प्रेरणा ही आपल्या मज्जासंस्थेला समजून घेण्याची आहे.

जर तुम्ही मेंदूला पूर्णपणे नवीन असे काहीतरी करण्याचे आव्हान दिले तर, पुढील प्रश्‍न उभे राहतात. - मेंदूमध्ये ते करण्याची क्षमता आहे का? असल्यास ते काम सुलभ करणे शिकू शकता का? हे स्वशिक्षण शक्य असल्यास त्याचे हस्तांतरण अन्य व्यक्तींना करू शकतो का? असे ज्ञानाचे हस्तांतर शक्य झाल्यास दिव्यांग व्यक्तींच्या किंवा पक्षाघातानंतरच्या पुनर्वसन उपकरणांमध्ये त्यांचा अंतर्भाव करणे शक्य होईल.

न्यूरो एक्स इन्स्टिट्यूटमधील वरिष्ठ शास्त्रज्ञ सोलेमान शोकूर म्हणाले, की सध्या आमचा भर प्रामुख्याने निसर्गाने आपल्याला दिलेल्या प्रचंड गुंतागुंतीची कामे करणाऱ्या मेंदूच्या कामकाजाविषयी व नियंत्रण पद्धतीविषयी जाणून घेण्यावर आहे.

आमच्या अभ्यासामध्ये मानवी मेंदू आपल्या नैसर्गिक अवयवांच्या बरोबरीने नवीन बाह्य अवयवांमध्ये किंवा उपकरणांमध्ये समन्वय साधू शकत असल्याचे स्पष्ट झाले आहे.

कानांच्या स्नायूंद्वारेही नियंत्रण शक्य

या डायफ्रमप्रमाणे कानाच्या पडद्यांच्या साह्यानेही काही कामे करणे शक्य असल्याचे प्रयोगात दिसून आले. मात्र त्यांच्या नोंदी या संशोधनामध्ये मांडण्यात आलेल्या नाहीत. या प्रयोगात वापरकर्त्याच्या कानातील सेन्सरद्वारे संगणकाच्या माउसच्या हालचाली नियंत्रित करण्याच्या दृष्टीने काम करण्यात आले. कानाच्या स्नायूंद्वारे अतिरिक्त हाताचे नियंत्रण करणेही शक्य असल्याचे शोकूर सांगतात.

भविष्यात अशा आभासी किंवा रोबोटिक हातांच्या नियंत्रणासाठी वेगवेगळ्या पद्धती व धोरणांचा वापर करणे शक्य होणार असल्यावर ते भर देतात. या नव्या तंत्राचा दिव्यांग व्यक्तींना मोठ्या प्रमाणात फायदा होईलच, पण मेंदूचे नियंत्रण कमी होत चाललेल्या आजारी व्यक्तींनाही फायदा होईल.

...असे झाले प्रयोग व चाचण्या

संवर्धनाच्या पातळीवर संज्ञानात्मक अडथळ्यांचा शोध घेण्यासाठी संशोधकांनी निरोगी वापरकर्त्यांच्या क्षमतांची तपासणी करण्यासाठी प्रथम एक आभासी वातावरण तयार केले. या सेटअपमध्ये वापरकर्ता डायफ्रम हालचाली मोजण्याची क्षमता असलेल्या बेल्टचा वापर करतो. हा हेडसेट परिधान केल्यानंतर त्यामुळे वापरकर्त्याला दोन नैसर्गिक हातांसारखाच (सममितिय) तिसरा रोबोटिक हात (ज्याला सहा बोटे आहेत.) दिसत राहतो.

त्यानंतर आभासी वातावरणामध्ये वापरकर्त्यास डाव्या हाताने, उजव्या हाताने किंवा सममितीय हाताने मध्यभागी पोहोचण्यास सांगण्यात आले. त्यानंतर वास्तविक वातावरणात, वापरकर्त्यास दोन्ही हातांनी बाह्य आवरण (एक्सोस्केलेटन) धारण करतो. त्यामुळे आभासी डाव्या आणि उजव्या हातांवर नियंत्रण ठेवण्यास सांगितले.

अशा प्रकारे वापरकर्त्याच्या डायफ्रमच्या हालचालींद्वारे आभासी हाताच्या नियंत्रणाची क्षमता तपासण्यात आली. त्यात डायफ्रम नियंत्रण हे त्याच्या अन्य हालचालींमध्ये (उदा. नैसर्गिक हात, एखाद्याचे बोलणे किंवा लक्षपूर्वक पाहणे) हस्तक्षेप करत नसल्याचे आढळले. विशेषतः डाव्या किंवा उजव्या नैसर्गिक हाताकडे कोणताही पक्षपात टाळण्यासाठी आम्ही हा हात सममितीय बनविल्याचे पीएच.डी.च्या विद्यार्थिनी गियुलिया डोमिनिजान्नी स्पष्ट करते. ती म्हणाली, की पट्ट्यामधील डायफ्रममध्ये झालेल्या हालचालीद्वारे आभासीय स्थितीमध्ये मध्यावर असलेला सममितीय हात नियंत्रित केला जातो.

या सेटअपची चाचणी १५० हून अधिक सत्रांमध्ये ६१ निरोगी विषयांवर घेण्यात आली. डायफ्रमद्वारे तिसऱ्या हाताचे नियंत्रण हे खरेतर अंतःप्रेरणेवर चालते. सहभागी व्यक्ती तिसऱ्याचे नियंत्रण करण्यास फारच लवकर शिकतात. ही नियंत्रणाची प्रक्रिया जैविक हातापेक्षा वेगळी आणि स्वतंत्र आहे. अगदी बोलणे, पाहणे अशा अन्य कोणत्याही क्षमतांवर त्याचा परिणाम होत नाही.

अन्य एका प्रयोगामध्ये संशोधकांनी प्रत्यक्ष रोबोटिक हाताने डायफ्रम नियंत्रणाची यशस्वी चाचणीही केली. त्यात एक लांब किंवा आखूड होऊ शकणाऱ्या रोबोटिक हाताचा समावेश होता. आभासी वातावरणाप्रमाणेच या प्रयोगामध्ये, वापरकर्त्याला डाव्या, उजव्या किंवा रोबोटिक हाताने लक्ष्य वर्तुळावर पोहोचण्यास आणि त्यावर फिरण्यास सांगितले गेले.