Il robot di telepresenza per disabili prende indicazioni dai segnali cerebrali

Le persone con gravi disabilità motorie stanno testando un nuovo modo di interagire con il mondo, utilizzando un robot controllato da segnali cerebrali.

Un utente può guidare il robot semplicemente pensando.

Un robot sperimentale di telepresenza creato da ricercatori italiani e svizzeri utilizza la propria intelligenza per rendere le cose più facili per la persona che lo utilizza, un sistema soprannominato controllo condiviso. L'utente dice al robot dove andare tramite una cuffia che rileva le onde cerebrali e il robot si prende cura di dettagli come evitare gli ostacoli e determinare il percorso migliore in avanti.

Il robot è essenzialmente un laptop montato su una base mobile: l'utente vede l'ambiente circostante il robot tramite la webcam del laptop e può conversare con le persone su Skype.

Per spostare il robot, gli utenti indossano una calotta cranica tempestata di sensori dell'elettroencefalogramma (EEG) e immaginano i movimenti con i piedi o le mani. Ogni movimento corrisponde a un comando diverso, come avanti, indietro, sinistra o destra. Il software traduce i diversi segnali generati in azioni per il robot.

Tuttavia, il software di controllo del robot decide da solo il modo migliore per cambiare traiettoria e accelerare per arrivare dove gli è stato detto di andare. Dispone di nove sensori a infrarossi che lo avvisano della presenza di ostacoli, che può spostare seguendo anche le indicazioni dell'utente.

Questo design rende il robot abbastanza facile da usare da poter offrire un modo pratico per dare maggiore indipendenza alle persone disabili, afferma Robert Leeb, ricercatore presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Losanna che ha lavorato al progetto. Immagina un utente finale sdraiato nel suo letto di casa connesso a tutte le apparecchiature necessarie per sostenere la sua vita, dice. Con un tale robot di telepresenza, potrebbe nuovamente partecipare alla sua vita familiare.

I ricercatori hanno testato il robot facendolo guidare da persone con e senza disabilità motorie attraverso diverse stanze piene di ostacoli. Entrambi i gruppi sono stati in grado di seguire il percorso in tempi simili. Avevano bisogno di usare meno comandi rispetto a quando controllavano completamente il robot e completavano il corso più velocemente.

I partecipanti senza disabilità motorie sono stati anche testati sulla velocità con cui potevano navigare manualmente nel robot senza dargli alcuna autonomia. Lo studio ha scoperto che i loro tempi erano solo leggermente più brevi rispetto a quando condividevano il controllo e navigavano tramite l'interfaccia cervello-computer. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati in un recente numero della rivista Atti dell'IEEE.

I ricercatori stanno esplorando l'utilizzo di interfacce cervello-computer per qualsiasi cosa, dalle sedie a rotelle sterzanti agli arti protesici in movimento. Le versioni impiantate nel cervello possono dare alle persone un controllo impressionante degli arti robotici, ma sono difficili da installare e mantenere e non sono ampiamente utilizzate (vedi The Thought Experiment).

Le interfacce cervello-computer non invasive che ascoltano i segnali EEG semplicemente toccando il cuoio capelluto in diversi punti sono meno potenti ma più pratiche. Sono disponibili semplici sistemi per l'uso domestico, come l'archetto Muse, pensato per aiutare la meditazione, e Emotiv, progettato per il gioco (vedi Brain Games).

Negli ultimi cinque anni, le interfacce cervello-computer hanno fatto un grande passo fuori dal laboratorio verso contesti più clinici e domestici, afferma Gernot Muller-Putz, che dirige il BCI Institute presso l'Università di tecnologia di Graz in Austria. I dispositivi che un tempo erano progettati pensando ai ricercatori sono stati reinventati con una maggiore attenzione ai bisogni delle persone che potrebbero volerli o aver bisogno di usarli per interagire con la tecnologia, dice.

Tuttavia, afferma Leeb, il suo sistema di controllo condiviso per i robot non arriverà sul mercato negli anni a venire. La maggior parte degli sforzi sulla commercializzazione di interfacce cervello-computer basate su EEG si concentra su dispositivi monouso a basso costo, non sulla realizzazione di sensori di alta qualità che potrebbero essere utilizzati in molte applicazioni diverse.

Se sviluppiamo un sistema che può quindi essere utilizzato facilmente da tutti, proprio come un telefono cellulare, ciò estenderebbe la tecnologia dell'interfaccia cervello-computer, afferma Leeb.

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