ElonX

Neuralink pod lupou #24: Neurochirurgický robot, 3. část – současnost a budoucnost

Autor · Publikováno · Aktualizováno

Hardwarová část poslední představené verze invazivního neurálního rozhraní Neuralinku se skládá ze dvou hlavních prvků. Prvním je pouzdro implantované do lebky, v němž je schovaný na míru vyvinutý mikroprocesor, indukční cívka pro nabíjení a pomocná elektronika. Druhým pak jsou polymerová vlákna s mikroelektrodami, která jsou zaváděna přímo do konkrétních částí mozku, kde mají jak snímat jeho aktivitu, tak i do něj vysílat signály.

The Link v0.9 (Zdroj: Neuralink)

Implantovat do některé z lebečních kostí pouzdro o průměru kolem 23 milimetrů a tloušťce 8 milimetrů asi nebude úplně snadné, ale pro neurochirurga by to zřejmě neměl být větší problém. Rozměry vláken s elektrodami už se však pohybují v úplně jiných dimenzích. Precizní manipulace s desítkami nebo i stovkami vláken, která jsou mnohem tenčí než lidský vlas, je pro chirurga zcela nemožná. V Neuralinku si toho byli plně vědomi už od začátku vývoje jejich neurálního rozhraní. Jediným řešením pro podobný úkon je robot. Velmi sofistikovaný neurochirurgický robot.

V předchozích dvou částech seriálu, jsme si představili, jak vypadaly dřívější verze robota. V této (poslední) části, si posvítíme na jeho nejnovější variantu. Je však možné, že na prezentaci pokroku Neuralinku, kterou Elon Musk ohlásil na 30. listopadu, se ukáže, že už robot vypadá úplně jinak. Zkusíme se tedy zamyslet i nad tím, jak by robot mohl vypadat v blízké nebo i vzdálenější budoucnosti.

Verze 2.0 – důraz na design

Druhá verze robota, stejně jako druhá představená verze rozhraní (na obrázku výše), vypadá značně odlišně než ta předchozí. Neuralink při vývoji nového robota spolupracoval dokonce i s designovým studiem. Šlo o firmu Woke, dnes přejmenovanou na Card79. Je to stejná firma, se kterou už Neuralink spolupracoval na vývoji externích částí dřívější verze implantátu, tehdy označované jako N1 (psali jsme o tom zde).

O tom, jak vypadá práce v týmu, který robota vyvíjí, Neuralink vydal podařené video, které jsme už dříve přeložili do češtiny. Jeho cílem byl nábor nových specialistů do firmy.

Nový robot je už na první pohled mnohem uhlazenější. Nečouhají z něj dráty jako u předchozí verze a většina komponentů je schovaná „pod kapotou“. Všechny systémy jsou výrazně zminiaturizované a integrované v implantační hlavici.

Na webu Card79 můžeme najít mnoho zajímavých fotografií a renderů robota a také něco o tom, jak vypadala spolupráce na jeho vývoji. Firma o ní píše:

Naším úkolem bylo navrhnout vnější panely robota tak, aby mu dodaly futuristickou estetiku a zároveň byly schopny poskytnout pacientům pocit pohodlí a jistoty. I když pacient nemusí být vzhůru, aby viděl stroj v akci, bylo důležité navrhnout „neděsivého“ robota, který zapadne mezi ikonické produkty portfolia Elona Muska.

Card79 označuje tuto verzi robota jako R1. Design, jak můžeme vidět na třech obrázcích níže, se s vývojem produktu měnil. Takzvaný „concept sketching“, čili rychlé a časté změny konceptu, byly podle Card79 zásadní pro vývoj cílového designu robota.

Neuralink v nové verzi robota viditelně zmenšil všechny jeho součásti, které se soustředí kolem místa implantace elektrodových vláken. Je to pěkně vidět na obrázku níže, který odhaluje, co se skrývá „pod kapotou“ robota. Card79 k tomu dodává:

Naším záměrem bylo, aby komplexní elektronika a systémy pohybu robota, které vyvinuli inženýři Neuralinku, byly zamaskovány a robot tak byl méně odstrašující a přístupnější pro pacienty. Zjemněním celkové formy a snížením vizuální složitosti jsme chtěli vytvořit něco, co by příjemněji přivítalo potenciální pacienty na sále. Snažili jsme se také vytvořit souvislé povrchy, které by usnadnily udržení robota v čistotě. Museli jsme se vypořádat s dlouhým seznamem lékařských požadavků, pokud jde o sterilitu a údržbu.

Robot s „kapotáží“ a bez ní (Zdroj: Card79)

Robot se skládá ze tří částí:

  • „hlava“, tedy implantační hlavice, ve které je jehla, kamery strojového vidění, různé zdroje světla a mnoho různých senzorů
  • „tělo“, čili mechanická část umožňující pohyb po pěti osách
  • „základna“ zajišťující stabilitu robota, v níž jsou umístěny podpůrné systémy

Jak složitým zařízením robot je, můžeme vidět na detailním renderu níže. Účelem panelů, které vytvořila designérská firma nebyl jen efektní futuristický vzhled, ale také ochrana všech citlivých zařízení a senzorů umístěných kolem „šicího stroje“.

Implantační hlavice robota (Zdroj: Card79)

Jedním z úkolů Card79 bylo i zajištění, aby byl robot bezpečný rovněž pro neurochirurgy dohlížející na jeho práci. Znamenalo to identifikaci a eliminaci jeho nebezpečných částí a přitom zachování plné funkčnosti. Designéři tak byli přítomni během celého vývoje robota tak, aby mohli tyto problémy s konstruktéry řešit. Jak výsledný robot vypadá přímo na operačním sále, můžeme vidět zde:

R1 na operačním sále (Zdroj: Card79)

Card79 na své stránce o robotovi dále píše:

Robot má pět stupňů volnosti (může se pohybovat v pěti osách), které mu umožňují plynule manévrovat kolem hlavy pacienta. Abychom mohli navrhnout jeho kryty, museli jsme dokonale porozumět jeho pohybům a jejich rozsahu, aby kryty v žádné situaci robota neomezovaly v jeho pohybech.

Jedna z os, po které se robot pohybuje:

K fungování robota je také nutná extrémní preciznost, robustnost a stabilita:

Pokud by robot vysoký téměř osm stop (2,4 m) a pohybující se v pěti osách, vibroval nebo se nechtěně pohnul byť jen o zlomek milimetru, důsledek by mohl být katastrofální.

Ocenění

Studio Card79 za svůj design robota Neuralinku získalo několik ocenění. Byla to například cena Red Dot Design Award 2021 nebo také Spark Award 2020.

Card79: Jsme rádi, že můžeme oznámit další skvělé zprávy pro náš tým! Získali jsme cenu Red Dot Design Award 2021 za průmyslový design chirurgického robota Neuralinku! Gratulujeme našemu týmu v Card79 i Neuralinku!

Verze 3.0

Většina informací o robotu Neuralinku, které jsme si uvedli výše, už je staršího data. Neuralink se po odchodu bývalého prezidenta firmy Maxe Hodaka znovu odmlčel a nevypouští žádné informace. Je pravděpodobné, že současná verze robota už vypadá jinak. Na druhou stranu, když už si Neuralink k vývoji druhé verze robota přizval designéry, je možné, že tato podoba může být i v jistém smyslu finální. Celkový koncept už se příliš měnit nebude, jen jeho podsystémy.

Vývoj robota se každopádně nezastaví. Neuralink dále nabírá specialisty v oboru robotiky. Dále také vyvíjí sofistikovanější verze celého rozhraní. Robot v budoucnosti bude muset:

  • implantovat (mnohem) více elektrod
  • dělat to bez jakéhokoliv zásahu neurochirurga
  • implantovat vlákna mnohem rychleji tak, aby se operace příliš neprotahovala
  • implantovat vlákna do více oblastí mozku najednou
  • implantovat vlákna hlouběji do šedé mozkové kůry nebo i do částí mozku schovaných ještě hlouběji
  • implantovat také pouzdro s elektronikou do lebky pacienta

Verze X

Jak bude robot Neuralinku vypadat v budoucnosti? Bude vůbec ještě potřebný?

Koncepce Neuralinku s implantátem s elektrodovými vlákny v žádném případě nemusí být, a nejspíše také nebude, konečná. Už teď existují jiné koncepce, které se v budoucnosti můžou osvědčit. Jde například o zavádění elektrod krevním řečištěm, jako to dělá firma Synchron se svým rozhraním Stentrode. To by mohlo být zajímavým doplňkem přístupu Neuralinku.

Vlevo: Jedna ze sond Neural Dust, vpravo: intravaskulární mřížka Stentrode (Zdroj: Univerzita v Berkeley, Synchron)

Druhou záležitostí, která by mohla zcela změnit směr vývoje rozhraní Neuralinku, je nanotechnologie. Místo zavádění elektrod do mozku by miniaturní roboti s elektrodami mohli sami proniknout tkáněmi a rozmístit se v potřebných oblastech nebo i po celém mozku. Už dnes existují prototypy podobných zařízení. Jde například o takzvaný neural dust čili projekt, na kterém spolupracoval i DJ Seo, současný viceprezident Neuralinku.

Je tedy možné, že nakonec robot ani nebude potřeba. Něco o tom, kterým směrem se Neuralink s rozhraním a robotem vydá, se snad dozvíme už 30. listopadu, na kdy je plánována další prezentace pokroku firmy.

< Předchozí část Následující část >

Předchozí články ze série Neuralink pod lupou:

Přispějte prosím na provoz webu ElonX, aby mohl nadále zůstat bez reklam. Podpořte nás pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už finančně přispěli. Děkujeme!

Vlastimil Švancara
Latest posts by Vlastimil Švancara (see all)
Počet zobrazení článku: 727



Štítky:

Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest

8 Komentáře
nejnovější
nejstarší nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
Jáchym

Trvalo mi delší dobu se k tomu dostat, tahle série je opravdu obsáhlá a docela náročná 😀 Díky moc, úžasné shrnuti nabyté informacemi, o kterých jsem neměl tušení.

5
0
Odpovědět
Vlastimil Švancara

Díky!

0
0
Odpovědět
JP77

Tak nevím jaký materiál si mám představit z kterých jsou polymerová vlákna, jako jestli třeba PVC 🙂
Prakticky bych si tam představil normální izolovaný drát akorát hodně tenký na konci kousek odizolovaný aby elektrický signál působil jen na malé místo v mozku na konci vlákna, ale teď nerozumím signálu. Představuju si že jde o elektrický signál, teda závislý na vodivosti materiálu, ale elektrický signál musí být uzavřený obvod, tak proti čemu se proud uzavře, jestli proti elektrodě jiného vlákna a jsou vlákna v párech, nebo proti jednomu společnému vláknu, nebo proti plechovému krytu implantátu, nebo jsou v jednom vláknu dva dráty odizolované na konci vlákna kousek od sebe a proud se uzavře mezi nima přes několik neuronů mozku.

1
-1
Odpovědět
Vlastimil Švancara

Dobrá otázka. Asi by bylo dobré si osvěžit jak fungují elektrody:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektroda

0
0
Odpovědět
Packa

Jako vždy perfektní článek , vždy mě baví číst vaše články o neuralinku .
Děkujiza ně

5
0
Odpovědět
Vlastimil Švancara

Díky moc!!!

2
0
Odpovědět
stehno

“pět stupňů svobody” česky překládáme jako “pět stupňů volnosti”

Jde o detail. Děkujeme za další původní článek! A těšme se na avizovanou prezentaci Neuralinku.

4
0
Odpovědět
Petr Melechin

Opraveno, díky.

1
0
Odpovědět
wpdiscuz   wpDiscuz