«Если бы сороконожка задумалась о том, как ей ходить, то она вряд ли смогла бы сделать хотя бы несколько шагов» — эта юмористическая сентенция может трактоваться как упрощенное выражение сложности одновременного решения нескольких задач (многозадачности). Хотя в действительности у «сороконожек» может быть от 10 до 750 ножек, последовательность их перемещения в процессе ходьбы — это одна «общая для всех конечностей» задача, решаемая на уровне рефлекторных движений.
А вот человеческий мозг может одновременно выдавать различные команды для рук и ног, вспомните, например, органиста, ноги и руки которого движутся с различной скоростью и в различных направлениях, играя написанные композитором на четырех нотных станах мелодии. А может ли человеческий мозг одновременно «командовать» тремя руками (две — свои, а третья — электромеханический манипулятор)?
На этот вопрос ответили ученые и инженеры-робототехники Международного исследовательского института передовых телекоммуникационных технологий (Advanced Telecommunications Research Institute International — ATR Kyoto), поставившие эксперимент с участием 15-ти добровольцев. На голову каждого «подопытного» надевали шлем, напичканный датчиками электрической активности мозга. Воспринимаемые этими сенсорами электрические сигналы записывалась в то время, когда человек мысленно представлял себе, как он сжимает и разжимает руку-манипулятор. А затем эта запись получала статус «руководства к действию» манипулятором. При этом для каждого «подопытного» приходилось настраивать нейрокомпьютерный интерфейс, индивидуально подбирая подходящие конструкции датчиков и периоды считывания с них данных.
На первом этапе исследования проверялась способность «подопытных» мысленно управлять действиями электромеханической руки. Эта задача была решена всеми участниками эксперимента. На втором этапе тестировались возможности одновременного управления двумя биологическими и третьей электромеханической рукой. С этой задачей, которая состояла в балансировании мячика на специальной доске с помощью «родных» рук и удерживании бутылки с водой в электромеханической руке, смогли справиться 8 (из 15-ти) «подопытных». Таким образом исследователи определили, что часть людей может справляться с многозадачностью, а часть — не обладает такой способностью (примерно 50 на 50).
Теперь команда японских экспериментаторов собирается разработкой технологии развития способности многозадачности у людей, которые ее «лишены от природы». А разработка такой технологии будет базироваться на использовании электромеханических устройств, управляемых электросигналами мозга человека.
Этот исследовательский проект впервые показал возможность мысленного управления искусственными конечностями (в том числе протезами): до сих пор такое управление осуществлялось посредством электрических сигналов от мышц.