Emotiv czyli logowanie do mózgu

Czy da się sterować urządzeniami elektronicznymi za pomocą myśli? Jak najbardziej, czego przykładem nowatorski zestaw Emotiv. Czy tak będą wyglądać interfejsy przyszłości?

W mózgu człowieka znajdują się miliardy neuronów i stopniem złożoności przebijają one wszystko, co do tej pory poznaliśmy. Z drugiej też strony, o mózgu niewiele jeszcze wiadomo. Nie zraża to jednak naukowców, którzy chcą zaprzęgnąć tą niewielką wiedzę, jaką mamy, do służby ludzkości. Aktualnym celem rozwoju EEG jest umożliwienie osobom sparaliżowanym kontrolowania komputera za pomocą samych myśli. Umożliwi im to wysyłanie poczty elektronicznej, sterowanie wózkiem inwalidzkim czy nawet odskok od rzeczywistości i wejście do wirtualnego świata.

Niels Birbaumer z uniwersytetu w niemieckiej Tybindze wykorzystał EEG, aby pomóc ludziom częściowo sparaliżowanym. Dzięki wykorzystaniu fal mózgowych udało mu się nauczyć pacjentów wypisywać proste zdania na ekranie komputera, jedna przebił go John Donoghue, neurobiolog z Uniwersytetu Browna. Skonstruował on urządzenie zwane Brain Gate (na zdjęciu poniżej), dzięki któremu sparaliżowani mogli wykonywać mnóstwo czynności fizycznych za pomocą „myśli”. Najnowszym jednak wynalazkiem jest BCI – interfejs mózg-komputer.

BCI powstało w laboratoriach firmy Emotiv System. System odczytuje i interpretuje świadome i nieświadome myśli, emocje, ruchy głowy, a nawet mimikę twarzy! Hełm EPOC  składa się z 14 elektrod, które odczytują sygnał fal mózgowych. Działa on na zasadzie elektroencefalografu. Elektrody rozmieszczone na głowie mierzą zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry, a zmiany te pojawiają się w wyniku aktywności neuronów kory mózgowej.  Oczywiście Emotiv EPOC odczytuje sygnał EEG a nie myśli. Dlatego też sterowanie tutaj polega na tym iż człowiek musi „nauczyć” oprogramowanie sterujące, jaki sygnał EEG jest odpowiedzialny za daną czynność.

Jeśli wyobrażamy sobie na przykład wykonywanie jakiejś aktywności – dajmy na to  przesuwanie w prawo - dla komputera będzie to określony poziom sygnału (czyli zmiana aktywności mózgu). Dopiero ten sygnał jest przypisany do czynności jaka ma być wykonana. Do urządzenia w wersji deweloperskiej dołączony jest Emotiv Software Development Kit (SDK) jest to zestaw narzędzi dzięki, którym można tworzyć oraz testować aplikacje wykorzystujące hełm. Składają się na niego 3 narzędzia:

-EmoKey - narzędzie umożliwiające na przypisanie odpowiednich kombinacji klawiszy klawiatury po odczytaniu z hełmu konkretnego zachowania użytkownika.

-EmoComposer - narzędzie symulujące pracę hełmu. Służy głownie do testowania współpracy pomiędzy hełmem oraz daną aplikacją. Emo Composer pozwala użytkownikowi na wysłanie zdefiniowanych zdarzeń do Emotiv Control Panel, EmoKey lub innych aplikacji.

-Emotiv Control Panel – narzędzie pozwalające na demonstracje, dopasowanie, uczenie oraz testowanie czystości połączenia z hełmem.  EPOC Control Panel jest graficznym interfejsem użytkownika, który współpracuje z hełmem lub z Emo Composer w celu testowania napisanych aplikacji oraz sprawdzenia jakości sygnału z hełmu. Pokazuje on w czasie rzeczywistym stan połączenia z hełmem, czystość sygnału na każdej z elektrod oraz zapas energii w akumulatorze (panel widoczny na zdjęciu poniżej)

Istnieje także NeuroKey. Jest to aplikacja zgodna z systemem Windows, która umożliwia użytkownikom hełmu Emotiv symulację klawiatury komputera za pomocą ruchów głowy, mimiki twarzy a także "myśli". Program został stworzony z myślą o osobach, którym stan zdrowia nie pozwala na używanie tradycyjnej klawiatury. Nie brak także rozrywki, o czym świadczy obecność kilku gier obsługujących tego typu hełm. Mamy na przykład Spirit Mountain, gdzie podróżujemy przez magiczne lasy, nie brak też klasycznego Tetrisa czy Ponga.

Jak więc można przypuszczać, w okresie dekady - dwóch nasze tradycyjne urządzenia kontrolne - jak klawiatura czy różnego rodzaju kontrolery gier wideo, będą mogły powędrować do koszy. A siadając przed monitorem będziemy zakładać tego typu "hełm":

Na koniec chciałbym serdecznie podziękować panu Grzegorzowi Gałęzowskiemu za dostarczenie materiałów. Urządzenie Emotiv EPOC będzie wykorzystane do prezentacji zasobów Archiwum Państwowego w Lublinie podczas VII Lubelskiego Festiwalu Nauki 18 – 24 września. Szczegóły dostępne są na stronie: http://www.festiwal.lublin.pl/