SG.hu·
Gondolatvezérelt eszközök mozgássérülteknek
Súlyosan fogyatékos emberek, akik képtelenek egy motoros kerekesszék használatára, egy nap függetlenek lehetnek, köszönhetően egy rendszernek, ami lehetővé teszi számukra, hogy közlekedési eszközüket pusztán gondolataikkal irányítsák.
Az eddigi gondolati kommunikációs eszközökkel ellentétben a rendszer nem használ beültetéseket, ehelyett egy elektródákkal megtűzdelt fejfedő kíséri figyelemmel viselője agyának elektromos tevékenységét. A kezdeti kísérletek, melyek egy irányítható robottal zajlottak, azt mutatják, hogy mindössze kétnapnyi gyakorlással ugyanolyan könnyen elsajátítható volt a robot tudattal történő működtetése, mint kézi irányítása.
"Ez egy rendkívül pozitív lépés, az így nyert pszichológiai előnyök hatalmasak" - mondta Paul Smith, a londoni Spinal Injuries Association igazgatója.
A jelenlegi lehetőségek nagyon behatároltak, hogy biztosítsák a mozgás szabadságát azoknak, akik szinte teljes mértékben mozgásképtelenek, mondta Smith. Például lehetséges egy kerekesszék kormányzása egy állal működtethető botkormánnyal, vagy egy vékony csőbe történő fújkálással. Mindkét lehetőség felettébb fárasztó és nem nevezhető életképesnek.
Így José Millán, a svájci Della Molle Mesterséges Intelligencia Intézet kutatója, a Svájci Szövetségi Technikai Intézet és a barcelonai Biomedikai Kutatási Központ munkatársaival, egy olyan rendszerrel álltak elő, ami felismeri a különböző mentális állapotokat. Ha minden terv szerint megy, ez lesz az első tudat-irányítású rendszer, ami képes működtetni egy olyan összetettségű eszközt, mint egy kerekesszék.
Jelenleg a rendszer egy egyszerű, kerekekkel ellátott robotot vezérel. A felhasználó felveszi az elektródákhoz kapcsolódó fejfedőt, ami a fej felszínének elektromos tevékenységét figyeli és továbbítja az információkat egy számítógéphez. Millán szoftvere ezután elemzi az agytevékenységét és drót nélküli kapcsolattal továbbítja az utasításokat a robot felé. Most még csak három különböző parancs közül lehet választani, ezek a "fordulj jobbra", "fordulj balra" és a "haladj előre". Millán szoftvere azt a tényt aknázza ki, hogy az egy bizonyos irányban való mozgás vágya egyedülálló agytevékenységi mintát hoz létre.
Biztosítandó, hogy a robot ne menjen neki semminek, rendelkezik némi beépített intelligenciával. Így amikor a felhasználó a három állapot egyikére gondol - például "fordulj balra" - a szoftver úgy fordítja le a robot számára, hogy "fordulja balra a legközelebbi lehetőségnél" Ebben az esetben infravörös érzékelők teszik lehetővé a robot számára a falak és más objektumok érzékelését, így biztonságosan elcammog egészen odáig, míg el nem éri a legközelebbi fordulót. Arra az esetre, ha a szoftver rossz utasítást kapna, a roboton egy fény jelzi mit fog csinálni, időt adva a felhasználónak, hogy korrigálja a manővert.
Millán szoftvere az elektorenkefalográfiát (EEG) alkalmazza, ami jelenleg lassan ismeri fel a különböző mentális állapotokat és kizárólag az agy alfa hullámainak mérésével képes erre. Mivel ehhez lecsukott szemek és relaxációs állapot szükséges, így nem igazán tűnik alkalmazhatónak egy olyan ember számára, aki egy kerekesszékkel szeretne eljutni valahová.
Éppen ezért a csapat megalkotta saját szoftverét a szabványos nyolc elektródás EEG-ből származó adatok elemzésére. Neurális hálózatot alkalmaztak, melyet felkészíthetnek arra, hogy jóval gyorsabban felismerjen összetett, nem alfa hullám mintákat és összefüggéseket. Ez azt jelenti, hogy Millán rendszere valós időben működik.
"Bármilyen mintát azonosíthatunk, amiről úgy véljük azonnal le kell fordítani egy fizikai cselekvésre" - mondta. A csapat most a rendszer által felismerhető mentális állapotok számának növelésével próbálkozik.
"Minél több mentális állapotot veszünk elő annál bonyolultabbá válik. Most a tanuló algoritmust kell fejlesztenünk, hogy képes legyen különbséget tenni az EEG minták között" - mondta Millán.
Egy másik fehér folt, hogy mennyben csökken az EEG jelek minősége, ha a felhasználó már a kerekesszékben ül és halad. Elképzelhető hogy az agytevékenység sokkal zajosabbá válik, amint belép egy mozgásban lévő környezet, mint például egy forgalmas utca.
Az eddigi gondolati kommunikációs eszközökkel ellentétben a rendszer nem használ beültetéseket, ehelyett egy elektródákkal megtűzdelt fejfedő kíséri figyelemmel viselője agyának elektromos tevékenységét. A kezdeti kísérletek, melyek egy irányítható robottal zajlottak, azt mutatják, hogy mindössze kétnapnyi gyakorlással ugyanolyan könnyen elsajátítható volt a robot tudattal történő működtetése, mint kézi irányítása.
"Ez egy rendkívül pozitív lépés, az így nyert pszichológiai előnyök hatalmasak" - mondta Paul Smith, a londoni Spinal Injuries Association igazgatója.
A jelenlegi lehetőségek nagyon behatároltak, hogy biztosítsák a mozgás szabadságát azoknak, akik szinte teljes mértékben mozgásképtelenek, mondta Smith. Például lehetséges egy kerekesszék kormányzása egy állal működtethető botkormánnyal, vagy egy vékony csőbe történő fújkálással. Mindkét lehetőség felettébb fárasztó és nem nevezhető életképesnek.
Így José Millán, a svájci Della Molle Mesterséges Intelligencia Intézet kutatója, a Svájci Szövetségi Technikai Intézet és a barcelonai Biomedikai Kutatási Központ munkatársaival, egy olyan rendszerrel álltak elő, ami felismeri a különböző mentális állapotokat. Ha minden terv szerint megy, ez lesz az első tudat-irányítású rendszer, ami képes működtetni egy olyan összetettségű eszközt, mint egy kerekesszék.
Jelenleg a rendszer egy egyszerű, kerekekkel ellátott robotot vezérel. A felhasználó felveszi az elektródákhoz kapcsolódó fejfedőt, ami a fej felszínének elektromos tevékenységét figyeli és továbbítja az információkat egy számítógéphez. Millán szoftvere ezután elemzi az agytevékenységét és drót nélküli kapcsolattal továbbítja az utasításokat a robot felé. Most még csak három különböző parancs közül lehet választani, ezek a "fordulj jobbra", "fordulj balra" és a "haladj előre". Millán szoftvere azt a tényt aknázza ki, hogy az egy bizonyos irányban való mozgás vágya egyedülálló agytevékenységi mintát hoz létre.
Biztosítandó, hogy a robot ne menjen neki semminek, rendelkezik némi beépített intelligenciával. Így amikor a felhasználó a három állapot egyikére gondol - például "fordulj balra" - a szoftver úgy fordítja le a robot számára, hogy "fordulja balra a legközelebbi lehetőségnél" Ebben az esetben infravörös érzékelők teszik lehetővé a robot számára a falak és más objektumok érzékelését, így biztonságosan elcammog egészen odáig, míg el nem éri a legközelebbi fordulót. Arra az esetre, ha a szoftver rossz utasítást kapna, a roboton egy fény jelzi mit fog csinálni, időt adva a felhasználónak, hogy korrigálja a manővert.
Millán szoftvere az elektorenkefalográfiát (EEG) alkalmazza, ami jelenleg lassan ismeri fel a különböző mentális állapotokat és kizárólag az agy alfa hullámainak mérésével képes erre. Mivel ehhez lecsukott szemek és relaxációs állapot szükséges, így nem igazán tűnik alkalmazhatónak egy olyan ember számára, aki egy kerekesszékkel szeretne eljutni valahová.
Éppen ezért a csapat megalkotta saját szoftverét a szabványos nyolc elektródás EEG-ből származó adatok elemzésére. Neurális hálózatot alkalmaztak, melyet felkészíthetnek arra, hogy jóval gyorsabban felismerjen összetett, nem alfa hullám mintákat és összefüggéseket. Ez azt jelenti, hogy Millán rendszere valós időben működik.
"Bármilyen mintát azonosíthatunk, amiről úgy véljük azonnal le kell fordítani egy fizikai cselekvésre" - mondta. A csapat most a rendszer által felismerhető mentális állapotok számának növelésével próbálkozik.
"Minél több mentális állapotot veszünk elő annál bonyolultabbá válik. Most a tanuló algoritmust kell fejlesztenünk, hogy képes legyen különbséget tenni az EEG minták között" - mondta Millán.
Egy másik fehér folt, hogy mennyben csökken az EEG jelek minősége, ha a felhasználó már a kerekesszékben ül és halad. Elképzelhető hogy az agytevékenység sokkal zajosabbá válik, amint belép egy mozgásban lévő környezet, mint például egy forgalmas utca.