L'interfaccia cervello-computer per uso generico porta il controllo del pensiero su qualsiasi PC

Per le persone paralizzate, un'interfaccia cervello-computer è a volte l'unico modo possibile per comunicare. L'idea è che i sensori monitorino le onde cerebrali ei segnali nervosi che controllano le espressioni facciali. Segnali predefiniti possono quindi essere utilizzati per controllare il computer.

Ad esempio, lo schema dei segnali nervosi associati a un sorrisetto sinistro potrebbe far spostare il cursore a sinistra, mentre un sorrisetto destro potrebbe farlo spostare a destra; le onde cerebrali associate alla concentrazione potrebbero essere associate a un doppio clic e così via. In questo modo, un utente altrimenti paralizzato può controllare un computer.

Ma ci sono problemi significativi con questo tipo di approccio. Il primo è che questi sistemi sono altamente suscettibili al rumore, quindi spesso commettono errori. Il secondo è che sono goffi e goffi da usare, quindi la comunicazione è dolorosamente lenta. La velocità di digitazione può essere di circa un carattere al minuto. Un modo per accelerare notevolmente le interfacce di controllo del cervello sarebbe estremamente utile.

Entrano Ori Ossmy e gli amici della Ben-Gurion University in Israele, che hanno creato un'interfaccia cervello-computer generica chiamata MindDesktop che consente a un utente di controllare la maggior parte degli aspetti di un PC Windows con velocità di digitazione fino a 20 secondi per carattere. Questo è un ordine di grandezza migliore di altri sistemi.

Prima un po' di background. Negli ultimi anni, varie aziende hanno iniziato a vendere dispositivi di monitoraggio cerebrale pronti all'uso che misurano i segnali prodotti dal cervello e gli schemi nervosi associati ai movimenti facciali. Chiunque può acquistare questi dispositivi per poche centinaia di dollari.

Uno dei più noti è l'auricolare neuro Emotiv EPOC+ e l'EEG a 14 canali, che si collega a qualsiasi computer tramite Wi-Fi. Il dispositivo costa $ 800 (sebbene l'azienda produca un modello più economico e con specifiche inferiori che vende per $ 300).

Usare questo o altri dispositivi di misurazione del cervello per controllare un computer è difficile, tuttavia, non ultimo perché molte interfacce sono goffe e lente. Quindi Ossmy e co hanno costruito un sistema che prende i segnali rilevati dall'auricolare Emotiv e li sfrutta in un'interfaccia relativamente facile da usare.

Fuori dagli schemi, l'auricolare Emotiv è in grado di individuare i segnali nervosi associati a varie espressioni facciali. Ma può anche essere addestrato a individuare i modelli di onde cerebrali associati al pensiero, ad esempio, di un fiore, una canzone o un animale domestico preferiti.

Ciascuno di questi pensieri può quindi essere utilizzato per attivare un'azione diversa nel software. In effetti, l'intero sistema è progettato per funzionare con soli tre input. Può essere adattato a qualsiasi forma di input, purché ne possa distinguere tre differenti.

L'interfaccia ha alcuni approcci unici. Ad esempio, gli utenti possono selezionare un elemento in qualsiasi punto dello schermo utilizzando un dispositivo di puntamento gerarchico. Questo divide l'intero schermo in quattro quarti. Gli utenti selezionano il trimestre che contiene l'elemento di interesse e questo trimestre è esso stesso diviso in quattro trimestri più piccoli, uno dei quali selezionato dall'utente e così via. Questa divisione continua fino a quando un quarto non viene riempito con l'elemento di interesse, su cui l'utente può fare clic selezionandolo.

Ciò consente all'utente di aprire o chiudere qualsiasi applicazione. Una tastiera su schermo, un testo intuitivo e altre scorciatoie velocizzano il processo di comunicazione.

Il team israeliano ha messo alla prova il software chiedendo a 17 adulti sani di usarlo su un normale PC portatile e quindi misurando quanto tempo hanno impiegato per eseguire determinate attività, come aprire una cartella, riprodurre un video e cercare in Internet un argomento.

I risultati mostrano una chiara progressione di apprendimento. In sole tre sessioni di apprendimento, tutti gli utenti hanno terminato i loro compiti più rapidamente e sono stati in grado di inviare una semplice e-mail.

È interessante notare che i ricercatori hanno identificato i capelli lunghi come un potenziale problema, perché causano più errori di segnale; questo ha reso i compiti più difficili per le donne che per gli uomini. I risultati indicano che gli utenti possono imparare rapidamente come attivare la nuova interfaccia e usarla in modo efficiente per far funzionare un PC, affermano Ossmy e co.

Tuttavia, c'è molto lavoro da fare per rendere questi sistemi paragonabili ad altre forme di comunicazione, come i messaggi di testo e la digitazione ordinaria. Sensori migliori aiuteranno chiaramente, ma l'interfaccia utente stessa sarà sempre fondamentale.

Rif: arxiv.org/abs/1705.07490 : MindDesktop: un'interfaccia per computer cerebrale per uso generale

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