Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Controlați acest braț robot - cu creierul dvs.

Jisoo Kim se concentrează. Foto: Nathan Hurst

Jisoo Kim și-a imaginat fluturând brațul stâng și un braț robot mutat spre stânga. Se concentra asupra brațului drept și brațul robot se încovoia spre dreapta. Un fel de.

Kim purta un dispozitiv electroencefalografic pentru afișajul interactiv "Make it Move" la Tehnologie cognitivă, o nouă expoziție despre înțelegerea și influențarea activității creierului la Exploratorium din San Francisco. Dispozitivul a fost conectat la un calculator și ecran și într-un braț din aluminiu cu două articulații construit de Jon Ferran.

Capacul neoprenului purtat de Kim a fost încorporat cu senzori EEG care îi citeau undele creierului și le-au transmis unei interfețe creier-calculator numită OpenBCI. "Cred că dacă această tehnologie avansează mai mult, va ajuta o mulțime de persoane cu dizabilități care nu își pot mișca brațele", spune Kim. "Din moment ce totul este open source, oamenii pot construi ei înșiși, deci cred că va avansa mult mai mult".

Tomas Vega este un student major în știința informaticii și știința cognitivă, unul dintre constructorii expoziției, și membru al Grupului de Tehnologie Cognitivă al Universității din California. Scopul companiei Cog Tech este de a ajuta această tehnologie să fie gata de utilizare în lumea reală.

"Vrem să facem o schimbare, să arătăm lumii că BCI nu este ceva în viitor, este ceva care se întâmplă deja", spune Vega. "Vrem să permitem această tehnologie astfel încât oricine să o folosească, fără experiență în cod sau orice altceva".

Instruire pentru utilizarea BCI. Foto: Anja Ulfeldt

Când te gândești la lovirea unui fotbal, explică Vega, creierul tău se comportă ca și cum ar fi lovit de fapt. Un dispozitiv EEG (electroencefalografie) poate citi acest lucru sub forma de semnale electrice pe scalp, iar informația din acele semnale poate fi procesată, filtrată și analizată pentru a oferi feedback care poate fi recunoscut de un computer.

Pentru a face expoziția, echipa Cog Tech a adaptat o placă EEG de la OpenBCI. Setul cu cască original OpenBCI măsoară activitatea creierului în ambele emisfere și înregistrează datele pe 8 canale. Dar necesită electrozi lipiți pe craniu - imposibil pentru o expoziție care va permite multor oameni să treacă și să experimenteze în fiecare zi. Deci, Cog Tech a făcut o cască moale cu electrozi uscați de la Cognionics, care se așează pe cap cu o curea de velcro sub bărbie.

"Chiar cred că BCI are potențialul pentru o modalitate suplimentară de a interacționa cu calculatoarele", spune Pierre Karashchuk, un alt membru al Cog Tech. "Pentru interacțiunea cu calculatorul uman, am fost destul de limitat". El înseamnă șoareci, tastaturi și, în ultimul timp, touchscreen-uri, care, în cele din urmă, nu sunt atât de diferite.

Vega (stânga) și Karashchuk explică modul de utilizare a BCI. Foto: Nathan Hurst

Există multe lucruri pe care le puteți face cu o interfață directă pe care nu o puteți avea cu o tastatură. Unii detectează și exprimă starea de spirit, ca o beanie EEG (Face: Volume 43) sau pentru a măsura atenția acordată unei interfețe grafice pentru utilizatori.

Karashchuk este om de știință statistician și informatic și lucrează la modul în care software-ul interpretează informațiile obținute de EEG, dezvoltând biblioteci care ajută la procesarea semnalelor și le transformă într-o ieșire. Dar semnalele sunt foarte zgomotoase, iar software-ul trebuie să utilizeze învățarea mașinilor pentru ao rezolva.

Capacul, cu OpenBCI la spate. Foto: Anja Ulfeldt

Mai mult decât atât, subliniază Vega, poate fi costisitor să lucreze cu ICC, iar interpretarea EEG se confruntă cu scepticism din partea comunității academice. În stabilirea unei expoziții, există o barieră suplimentară de a învăța vizitatorii pentru a controla de fapt interfața. Este o abilitate dobândită și una care poate fi foarte dificilă de a stăpâni sau chiar de a ridica elementele de bază.

"Interfața de antrenament este un obstacol important în calea adoptării BCI pentru controlul diferitelor dispozitive", spune Stephan Frey de la Cog Tech. "Este un fel de dovadă a conceptului. Dacă reușim să atragem oameni, chiar și doar câțiva oameni de la Exploratorium care nu au mai folosit niciodată acest lucru și să folosească acest grup de vizitatori pentru a le învăța despre BCI, dar și să demonstreze că această paradigmă de interfață de formare poate funcționa pe oameni care nu au încercat-o înainte , atunci asta face un caz cu adevărat solid că poate fi folosit ... dacă sunteți paralizat sau blocat sau aveți un handicap mai mare în cazul în care vă bazați pe BCI ".

Din punct de vedere istoric, BCI-urile au fost folosite în primul rând pentru cercetarea științifică, spune Frey, care este un cercetător senior care studiază știința cognitivă. Dar, deoarece instrumentele dezvoltă o mai mare precizie, deoarece obținem mai multe informații, ele pot fi utilizate pentru a canaliza informațiile înapoi la știință și chiar pentru mai multe probleme practice.

Karashchuk ajustează capacul. Foto: Anja Ulfeldt

Este ușor să vă imaginați aplicațiile pentru un braț robot controlat de creier. Un pacient blocat ar putea să-și îndeplinească sarcini pentru el sau pentru el. Echipajul Cog Tech a folosit-o pentru a controla zborul unui dron. Și BCI are aplicații potențiale în controlul computerului de bază. Dar Vega are și o motivație mai personală. "Vreau să fiu un cyborg", spune el. "Acesta este scopul meu pe termen lung. O să lucrez toată viața pentru a face această realitate. Nu există nimic care să facă inima mea să bată mai repede decât acest vis de a fi îmbunătățit de tehnologie. Acest vis de a fi amplificat și de a-mi mări capabilitățile ca om și de a încerca să împing frontiera. "Vega își scutură capul pentru a avea o legătură mai bună cu EEG. Scopul său pentru semestrul de primăvară este să înveți să conducă un scaun cu rotile cu tehnologia.

Ferma lui Braman. Foto: Anja Ulfeldt

Pentru ca acest lucru să se întâmple, va fi nevoie de mult mai multă învățare pe calculator. Ca atare, brațul practic are doar valuri înainte și înapoi. Ferran, care a construit brațul, a combinat un Arduino Mega cu componente dintr-un braț barman vechi și ia dat o singură axă, deoarece BCI ar fi putut să se ocupe doar de un grad de libertate oricum - stânga și dreapta.

"A fost destul de dificil", spune Kim, de a face mișcarea brațului. "Partea cea mai dificila era sa gandesti modul in care poate controla bratul; imaginând mișcarea brațul meu stâng sau drept este diferit de mișcarea lui ".

Totuși, Kim spune că se simte mai bine. Antrenamentul pentru ore sau zile ar putea face o mare diferență în modul în care o persoană poate controla ceva.

"Creierul dvs. învață de fapt să genereze aceste valuri", adaugă Karashchuk. Luat în acest fel, BCI ne antrenează la fel de mult cât îl pregătim.


Notele editorului:

  • În San Francisco? Vizitați expoziția la Exploratorium până pe 1 martie.
  • Conor Russomano de la OpenBCI ne-a inscris la Cog Tech. Citiți povestea despre crearea unei interfețe open-source creier-computer aici.
  • Proiectul lui Berkeley Cog Tech este open source. Dacă doriți să-l construiți (sau ceva de genul asta), căutați "cinetica minții" pe gitubul lui Tomas Vega. (Și apoi trimiteți-ne fotografii!)
  • O versiune anterioară a acestei povestiri a dat brațului două grade de libertate, mai degrabă decât una, și sa referit la adaptarea setului cu cască OpenBCI mai degrabă decât la placa OpenBCI EEG.

Fotografii din: Anja Ulfeldt.

Acțiune

Lasa Un Comentariu