Ένα νέο σύστημα διαβάζει τα μοτίβα του εγκεφάλου ενός χρήστη για να κατευθύνει ένα ελικόπτερο παιχνιδιών - η πρώτη φορά που ένα όχημα πτήσης έχει κατευθυνθεί εξ ολοκλήρου με σκέψη. Εικόνα μέσω Πανεπιστημίου της Μινεσότα
Σκεφτείτε να σφίξετε τη δεξιά γροθιά σας. ΕΝΑ εύθραυστο ελικόπτερο 14 ουγκιών πετά δεξιά. Φανταστείτε να σφίγγετε την αριστερή γροθιά σας. Ο ελικόπτης έφυγε. Σκεφτείτε ότι σφίγγετε και τις δύο γροθιές και ανεβαίνει κάθετα.
Αυτό το αξιόλογο σύστημα ελέγχου ελικοπτέρων είναι το έργο μιας ομάδας επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα με επικεφαλής τον καθηγητή μηχανικής Bin He. Αυτό που το ξεχωρίζει είναι ότι ο έλεγχος της πτήσης του δεν απαιτεί απολύτως καμία πραγματική κίνηση για τον πιλότο - χωρίς να πιέζει το κουμπί ή να πετάξει το γκάζι. Αντί για ένα συμβατικό τηλεχειριστήριο, οι χρήστες ελέγχουν το όχημα με καπάκι EEG (ηλεκτροεγκεφαλογράφημα) γεμάτο με 64 ηλεκτρόδια, τα οποία ανιχνεύουν ηλεκτρική δραστηριότητα σε διάφορα μέρη του εγκεφάλου κοντά στο τριχωτό της κεφαλής, διαβάζοντας αποτελεσματικά το μυαλό τους.
Το σύστημα, το οποίο παρουσιάστηκε για πρώτη φορά τον Απρίλιο και περιγράφεται πλήρως σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Journal of Neural Engineering, αποτελεί μέρος της εκρηκτικής μελέτης των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή-κατευθύνσεις άμεσης επικοινωνίας μεταξύ των εγκεφάλων και των μηχανογραφικών ή ρομποτικών συσκευών. Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει ρομπότ που ελέγχεται από το μυαλό και μπορούν να τροφοδοτήσουν κάποιον με σοκολάτα ή να τους βοηθήσουν να πίνουν καφέ, αλλά αυτή είναι η πρώτη περίπτωση ενός οχήματος που ελέγχεται εξ ολοκλήρου από τη σκέψη.
Το σύστημα βασίζεται σε προηγούμενη μελέτη EEG και άλλες νευρολογικές έρευνες από την ομάδα, η οποία εντόπισε τα πρότυπα δραστηριότητας στον εγκέφαλο που συσχετίζονται με σκέψεις όπως "κάντε μια γροθιά με το δεξί σας χέρι" και "κάντε μια γροθιά με τα δύο χέρια." Αυτά τα είδη κίνησης -οι επικεντρωμένες σκέψεις εμφανίζονται κυρίως στον κινητικό φλοιό, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο του σώματος. Το καπάκι EEG είναι αρκετά ευαίσθητο μόνο για να ανιχνεύσει δραστηριότητα σχετικά κοντά στο τριχωτό της κεφαλής - που είναι εκεί όπου βρίσκεται ο φλοιός του κινητήρα - έτσι οι επιστήμονες ήταν σε θέση να προγραμματίσουν το λογισμικό EEG για να διακρίνουν μεταξύ αυτών των σχετικών σχεδίων σκέψης ειδικότερα.
Ως αποτέλεσμα, όταν το σύστημα αισθάνεται μία από τις καθορισμένες σκέψεις, μετατρέπει τη σκέψη ("κάνει ένα πρώτο με το δεξί μου χέρι") σε μια εντολή για το ελικόπτερο ("στρίψτε δεξιά") και μετά στέλνει το σήμα στο όχημα Wi-Fi. Με αυτό, voilà: ελικόπτερο με ελεγχόμενη σκέψη.
Η ομάδα είχε προηγουμένως δημιουργήσει ένα σύστημα που επέτρεψε στους χρήστες να ελέγχουν ένα εικονικό ελικόπτερο και το τροποποίησε για αυτή τη μελέτη χρησιμοποιώντας ένα πραγματικό φυσικό όχημα, το ARDrone Quadcopter. Στο πλαίσιο του έργου, έδωσαν πέντε πτυχιούχους μια ρωγμή στο να πετάξουν τον ελικόπτερο και όλοι κατάφεραν να καταλάβουν πώς να κρατήσουν το πράγμα ψηλά - και μάλιστα να το πετάξουν με στεφάνια - με ελάχιστη εκπαίδευση.
Οι επιστήμονες προβλέπουν μια σειρά εφαρμογών για αυτό το είδος τεχνολογίας. Έχει ήδη ξεκινήσει έρευνα για μία από τις πιο προφανείς χρήσεις: προσθετικά άκρα. Τον Φεβρουάριο μια ελβετική ομάδα παρουσίασε την εργασία σε ένα τεχνητό χέρι ελεγχόμενο από το μυαλό που επιτρέπει στον χρήστη να συλλέγει αντικείμενα και μπορεί να αναμεταδώσει ακόμη και ερεθίσματα (όπως το χέρι που ποντίζεται με βελόνα) στον εγκέφαλο του χρήστη. Άλλοι εργάστηκαν σε αναπηρικές καρέκλες ελεγχόμενες από το μυαλό, οι οποίες θα προσέφεραν μεγαλύτερη κινητικότητα στους τετράπλευρους χρήστες.
Ένα από τα πράγματα που κάνει το πείραμα του ελικοπτέρου τόσο ενδιαφέρον είναι ότι, όπως μερικές πρόσφατες διασυνδέσεις εγκεφάλου-υπολογιστή (συμπεριλαμβανομένης της αναπηρικής καρέκλας), περιλαμβάνει εγκεφαλικά πρότυπα που ανιχνεύονται με μια μη επεμβατική διαδικασία - οι χρήστες μπορούν απλώς να τοποθετηθούν ή να απογειωθούν το καπάκι EEG όποτε τους αρέσει. Σε σύγκριση με άλλα είδη διασυνδέσεων εγκεφάλου-υπολογιστή, τα οποία συχνά βασίζονται σε χειρουργικά εμφυτευμένους αισθητήρες, αυτό το είδος συστήματος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε πολύ ευρύτερο φάσμα καταστάσεων.
Για ένα, παραλυμένοι ασθενείς απρόθυμοι ή ανίκανοι να έχουν δαπανηρή και επεμβατική χειρουργική επέμβαση για να γίνουν πιο αυτόνομοι, μπορούν απλά να φορέσουν το καπάκι. Επιπλέον, οι ακρωτηριασμοί και οι ασθενείς που παρουσιάζουν μη παραλυτική ασθένεια που εξακολουθεί να περιορίζει την κινητικότητα - όπως η ALS ή άλλη νευρομυϊκή διαταραχή - θα μπορούσαν θεωρητικά να χρησιμοποιήσουν αυτό το είδος τεχνολογίας για τον έλεγχο των αναπηρικών αμαξιδίων ή ακόμη και άλλων οχημάτων, όπως τα αυτοκίνητα, εμφύτευμα.
Κάποτε, θα μπορούσε ακόμη και να χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση της χρήσης της τεχνολογίας για άτομα χωρίς σχετικά ιατρικά προβλήματα. Για παράδειγμα, ίσως οι πιλότοι μάλλον θα μπορούσαν να ελέγξουν ελικόπτερα πλήρους μεγέθους με τις σκέψεις τους για να μειώσουν την κόπωση των χεριών και των βραχιόνων και οι χειρουργοί θα μπορούσαν να χειραγωγούν χειρουργικά εργαλεία χωρίς να χρειάζεται να ανησυχούν για τα χέρια.
