Uniwersalny interfejs mózg-komputer zapewnia kontrolę myśli na dowolnym komputerze

Dla osób sparaliżowanych interfejs mózg-komputer jest czasem jedynym możliwym sposobem komunikacji. Chodzi o to, że czujniki monitorują fale mózgowe i sygnały nerwowe, które kontrolują mimikę twarzy. Wstępnie zdefiniowane sygnały można następnie wykorzystać do sterowania komputerem.

Na przykład, wzorzec sygnałów nerwowych związanych z lewym uśmieszkiem może spowodować przesunięcie kursora w lewo, podczas gdy prawy uśmieszek może spowodować ruch w prawo; fale mózgowe związane z koncentracją mogą być związane z podwójnym kliknięciem i tak dalej. W ten sposób sparaliżowany użytkownik może sterować komputerem.

Ale z takim podejściem wiążą się poważne problemy. Po pierwsze, systemy te są bardzo podatne na hałas, więc często popełniają błędy. Po drugie, są niezręczne i niezgrabne w użyciu, więc komunikacja jest boleśnie powolna. Szybkość pisania może wynosić nawet około jednego znaku na minutę. Bardzo przydatny byłby sposób na znaczne przyspieszenie interfejsów kontroli mózgu.

Oto Ori Ossmy i jego kumple z Uniwersytetu Ben-Guriona w Izraelu, którzy stworzyli uniwersalny interfejs mózgowo-komputerowy o nazwie MindDesktop, który pozwala użytkownikowi kontrolować większość aspektów komputera z systemem Windows z szybkością pisania dochodzącą do 20 sekund na znak. To o rząd wielkości lepsze niż w przypadku niektórych innych systemów.

Najpierw trochę tła. W ostatnich latach różne firmy zaczęły sprzedawać gotowe urządzenia do monitorowania mózgu, które mierzą sygnały wytwarzane przez mózg i wzorce wyzwalania nerwów związane z ruchem twarzy. Każdy może kupić te urządzenia za kilkaset dolarów.

Jednym z bardziej znanych jest zestaw słuchawkowy neuro Emotiv EPOC+ i 14-kanałowy EEG, który łączy się z dowolnym komputerem przez Wi-Fi. Urządzenie kosztuje 800 USD (chociaż firma produkuje tańszy model o niższej specyfikacji, który sprzedaje się za 300 USD).

Używanie tego lub innych urządzeń mierzących mózg do sterowania komputerem jest trudne, nie tylko dlatego, że wiele interfejsów jest niezgrabnych i powolnych. Dlatego Ossmy i spółka zbudowali system, który pobiera sygnały wykryte przez zestaw słuchawkowy Emotiv i wykorzystuje je w interfejsie, który jest stosunkowo łatwy w użyciu.

Zestaw słuchawkowy Emotiv po wyjęciu z pudełka może wykryć sygnały nerwowe związane z różnymi wyrazami twarzy. Ale można go również wyszkolić w wykrywaniu wzorców fal mózgowych związanych z myśleniem o, powiedzmy, ulubionym kwiecie, piosence lub zwierzaku.

Każda z tych myśli może być następnie wykorzystana do wywołania innej akcji w oprogramowaniu. Rzeczywiście, cały system został zaprojektowany do pracy z zaledwie trzema wejściami. Może być dostosowany do dowolnej formy wejścia, pod warunkiem, że może wyróżnić trzy różne.

Interfejs ma kilka unikalnych podejść. Na przykład użytkownicy mogą wybrać element w dowolnym miejscu na ekranie za pomocą hierarchicznego urządzenia wskazującego. Dzieli to cały ekran na cztery ćwiartki. Użytkownicy wybierają kwartał, który zawiera interesujący go element, a ten kwartał jest podzielony na cztery mniejsze kwartały, z których jeden wybiera użytkownik i tak dalej. Podział ten trwa do momentu, w którym jedna czwarta zostanie wypełniona przedmiotem zainteresowania, na który użytkownik może kliknąć, wybierając go.

Dzięki temu użytkownik może otworzyć lub zamknąć dowolną aplikację. Klawiatura ekranowa, przewidywanie tekstu i inne skróty przyspieszają proces komunikacji.

Izraelski zespół przetestował oprogramowanie, prosząc 17 zdrowych dorosłych o korzystanie z niego na standardowym laptopie, a następnie mierząc, ile czasu zajęło im wykonanie określonych zadań, takich jak otwieranie folderu, odtwarzanie wideo i wyszukiwanie w Internecie temat.

Wyniki pokazują wyraźny postęp w nauce. W ciągu zaledwie trzech sesji szkoleniowych wszyscy użytkownicy szybciej kończyli swoje zadania i byli w stanie wysłać prostą wiadomość e-mail.

Co ciekawe, naukowcy zidentyfikowali długie włosy jako potencjalny problem, ponieważ powodują one więcej błędów sygnału; sprawiało to, że zadania były trudniejsze dla kobiet niż dla mężczyzn. Wyniki wskazują, że użytkownicy mogą szybko nauczyć się, jak aktywować nowy interfejs i efektywnie używać go do obsługi komputera, mówią Ossmy i spółka.

Jest jednak wiele do zrobienia, aby te systemy były porównywalne z innymi formami komunikacji, takimi jak SMS-y i zwykłe pisanie na klawiaturze. Lepsze czujniki na pewno pomogą, ale sam interfejs użytkownika zawsze będzie krytyczny.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1705.07490 : MindDesktop: uniwersalny interfejs komputera mózgowego

ukryć