Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Ovládejte toto rameno robota - s vaším mozkem

Jisoo Kim soustředí. Foto: Nathan Hurst

Jisoo Kim si představoval mávání levou paží a robotické rameno se přesunulo doleva. Soustřeďovala se na pravou ruku a robotické rameno se přehnulo doprava. Jaksi.

Kim měla na sobě elektroencefalografické zařízení pro interaktivní zobrazení „Make It Move“ Kognitivní technologie, nová výstava o porozumění a ovlivňování mozkové činnosti v Exploratorium v ​​San Franciscu. Přístroj byl zapojen do počítače a obrazovky a do dvoukloubového hliníkového ramene postaveného Jonem Ferranem.

Neoprénová čepice, kterou nosila Kim, byla osazena senzory EEG, které čtely její mozkové vlny a vydávaly je do rozhraní mozku a počítače s názvem OpenBCI. „Myslím, že pokud se tato technologie zvýší, pomůže to spoustě osob se zdravotním postižením, které nemohou pohnout zbraněmi,“ říká Kim. „Vzhledem k tomu, že vše je open source, lidé si ho mohou postavit sami, takže si myslím, že to bude mnohem více.“

Tomáš Vega je studentem oboru počítačová věda a kognitivní věda, jeden ze stavitelů exponátu a člen Kalifornské technologické skupiny University of California. Cílem společnosti Cog Tech je pomoci této technologii připravit k použití v reálném světě.

„Naším cílem je udělat změnu, ukázat světu, že BCI není něco v budoucnosti, je to něco, co se již děje,“ říká Vega. „Chceme tuto technologii umožnit, aby ji kdokoli mohl používat, bez zkušeností s kódem nebo tak.“

Školení pro použití BCI. Foto: Anja Ulfeldt

Když přemýšlíte o kopání fotbalu, vysvětluje Vega, váš mozek se chová tak, jako by skutečně kopal. Zařízení EEG (elektroencefalografie) může číst, že ve formě elektrických signálů na pokožce hlavy, a informace z těchto signálů mohou být zpracovány, filtrovány a analyzovány, aby poskytly zpětnou vazbu, kterou může rozpoznat počítač.

Tým Cog Tech přizpůsobil desku EEG z OpenBCI. Originální sluchátka od společnosti OpenBCI měří mozkovou aktivitu v obou polokoulích a zaznamenávají tato data na 8 kanálů. Vyžaduje však, aby elektrody vložené do lebky byly nepoužitelné pro exponáty, které umožní mnoho lidí projít a experimentovat každý den. Cog Tech tak vyrobil měkkou helmu se suchými elektrodami od firmy Cognionics, která sedí na hlavě se suchým zipem pod bradou.

„Opravdu si myslím, že BCI má potenciál pro další způsob interakce s počítači,“ říká Pierre Karashchuk, další člen Cog Tech. „Pro interakci s počítačem jsme byli trochu omezeni.“ Znamená myši, klávesnice a v poslední době dotykové obrazovky, které nakonec nejsou tak odlišné.

Vega (vlevo) a Karashchuk vysvětlují, jak používat BCI. Foto: Nathan Hurst

Je toho mnoho, co můžete udělat s přímým rozhraním, které byste nemohli používat s klávesnicí. Někteří z nich zjišťují a vyjadřují náladu jako čepičku EEG (Udělat: Svazek 43), nebo změřit pozornost věnovanou grafickému uživatelskému rozhraní.

Karashchuk je statistik a hlavní počítačový vědec a pracuje na tom, jak software interpretuje informace shromážděné EEG, vyvíjející knihovny, které pomáhají zpracovávat signály a proměňují je ve výstup. Ale signály přicházejí velmi hlučně a software musí použít strojové učení, aby to vyřešil.

Čepice, s OpenBCI vzadu. Foto: Anja Ulfeldt

Kromě toho upozorňuje na Vegu, že práce s BCI může být nákladná a interpretace EEG čelí skepse akademické komunity. Při výstavě je zde další překážka, která by návštěvníkům umožnila skutečně ovládat rozhraní. Je to nabytá dovednost, která může být velmi obtížná zvládnout, nebo dokonce vyzvednout základy.

„Vzdělávací rozhraní je velkou překážkou pro přijetí BCI pro řízení různých zařízení,“ říká Stephan Frey společnosti Cog Tech. „Je to něco jako důkaz konceptu. Pokud se nám podaří dostat lidi, dokonce i jen některé lidi do Exploratoria, kteří to nikdy předtím nepoužili, a využít je k tomu, aby je návštěvníci poučili o BCI, ale také ukázat, že toto paradigma vzdělávacího rozhraní může pracovat na lidech, kteří to ještě nezkusili. , pak to dělá opravdu solidní případ, že to může být použito ... pokud jste ochrnutý, nebo uzamčen, nebo máte nějaké větší postižení, kde se spoléháte na BCI. “

Historicky, BCIs byl používán primárně pro vědecký výzkum, říká Frey, kdo je starší studovat kognitivní vědu. Jelikož však nástroje vyvíjejí více přesnosti, protože získáváme více informací, mohou být použity k přenosu informací zpět do vědy, a to i pro praktičtější problémy.

Karashchuk upraví čepici. Foto: Anja Ulfeldt

Je snadné si představit aplikace pro rameno robota řízené mozkem. Uzavřený pacient by mohl provádět úkoly pro sebe nebo pro sebe. Posádka Cog Tech ji použila ke kontrole letu dronu. A BCI má potenciální aplikace v základním počítačovém řízení. Vega má však i osobní motivaci. „Chci být kyborg,“ říká. „To je můj dlouhodobý cíl. Budu pracovat celý svůj život, aby to bylo realitou. Neexistuje nic, co by mé srdce porazilo rychleji, než tento sen o tom, že by byl vylepšen technologií. Tento sen být rozšířen a rozšířit své schopnosti jako člověk a pokusit se posunout hranici. “Vega oholí hlavu, aby získal lepší spojení s EEG. Jeho cílem pro jarní semestr je naučit se řídit vozíčkář s technologií.

Ferranova paže. Foto: Anja Ulfeldt

Aby se to stalo, bude to vyžadovat mnohem více počítačového učení. Jak to je, ruka v podstatě jen vlny tam a zpět. Ferran, který postavil paži, kombinoval Arduino Mega se součástmi ze staré barmanské paže a dal jí jen jednu osu, protože BCI dokázala zvládnout jen jeden stupeň svobody - levý a pravý.

„Bylo to dost obtížné,“ říká Kim, aby se paži pohnul. „Nejtěžší bylo myslet si na způsob, jak ovládat ruku; představovat si pohyb mé levé nebo pravé paže se liší od pohybu. “

Kim říká, že se cítila lépe. Školení na hodiny nebo dny by mohlo znamenat velký rozdíl v tom, jak efektivní by člověk mohl něco ovládat.

„Váš mozek se ve skutečnosti naučí vytvářet tyto vlny,“ dodává Karashchuk. Tímto způsobem nás BCI trénuje stejně jako my.


Poznámky autora:

  • V San Franciscu? Navštivte výstavu v Exploratoriu do 1. března.
  • Conor Russomano z OpenBCI nás zavedl do Cog Tech. Přečtěte si jeho příběh o vytvoření open-source rozhraní mozku a počítače.
  • Projekt Berkeley Cog Tech je open source. Pokud ho chcete postavit (nebo něco podobného), podívejte se na „kinetiku mysli“ na githubu Tomáše Vegy. (A pak nám pošlete fotky!)
  • Předchozí verze tohoto příběhu dala ramenu dva stupně svobody, spíše než jeden, a odkazoval se na přizpůsobení OpenBCI sluchátka spíše než OpenBCI EEG deska.

Fotografie z Anja Ulfeldt.

Podíl

Zanechat Komentář