211service.com
Brein-computerinterface voor algemene doeleinden brengt gedachtecontrole naar elke pc
Voor mensen die verlamd zijn, is een hersen-computerinterface soms de enige haalbare manier om te communiceren. Het idee is dat sensoren hersengolven monitoren en de zenuwsignalen die gezichtsuitdrukkingen aansturen. Voorgedefinieerde signalen kunnen vervolgens worden gebruikt om de computer te besturen.
Het patroon van zenuwsignalen dat bij een linker grijns hoort, kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de cursor naar links beweegt, terwijl een rechter grijns ervoor kan zorgen dat deze naar rechts beweegt; de hersengolven die verband houden met concentratie kunnen worden geassocieerd met een dubbelklik, enzovoort. Op deze manier kan een anders verlamde gebruiker een computer besturen.
Maar er zijn aanzienlijke problemen met dit soort benadering. De eerste is dat deze systemen zeer gevoelig zijn voor ruis, waardoor ze vaak fouten maken. De tweede is dat ze onhandig en onhandig zijn om te gebruiken, dus de communicatie is pijnlijk traag. Typesnelheden kunnen zo laag zijn als ongeveer één teken per minuut. Een manier om de interfaces voor hersencontrole aanzienlijk te versnellen, zou enorm nuttig zijn.
Betreed Ori Ossmy en vrienden van de Ben-Gurion University in Israël, die een algemene hersencomputer-interface hebben gemaakt, MindDesktop genaamd, waarmee een gebruiker de meeste aspecten van een Windows-pc kan besturen met typsnelheden tot 20 seconden per teken. Dat is een orde van grootte beter dan sommige andere systemen.
Eerst wat achtergrond. In de afgelopen jaren zijn verschillende bedrijven begonnen met het verkopen van kant-en-klare hersenmonitoringsapparaten die signalen meten die door de hersenen worden geproduceerd en de zenuwvurende patronen die verband houden met gezichtsbewegingen. Iedereen kan deze apparaten voor een paar honderd dollar kopen.
Een van de bekendere is de Emotiv EPOC+ neuroheadset en 14-kanaals EEG, die via wifi met elke computer te koppelen is. Het apparaat kost $ 800 (hoewel het bedrijf een goedkoper model met een lagere specificatie maakt dat voor $ 300 wordt verkocht).
Het gebruik van deze of andere hersenmeetapparatuur om een computer te besturen is echter moeilijk, niet in de laatste plaats omdat veel interfaces onhandig en traag zijn. Dus hebben Ossmy en co een systeem gebouwd dat de signalen die door de Emotiv-headset worden gedetecteerd, opneemt en exploiteert in een interface die relatief eenvoudig te gebruiken is.
Uit de doos kan de Emotiv-headset de zenuwsignalen herkennen die bij verschillende gezichtsuitdrukkingen horen. Maar het kan ook worden getraind om de hersengolfpatronen te herkennen die verband houden met het denken aan bijvoorbeeld een favoriete bloem, liedje of huisdier.
Elk van deze gedachten kan vervolgens worden gebruikt om een andere actie in de software te activeren. Het hele systeem is inderdaad ontworpen om met slechts drie ingangen te werken. Het kan worden aangepast aan elke vorm van invoer, op voorwaarde dat het drie verschillende kan onderscheiden.
De interface heeft een aantal unieke benaderingen. Gebruikers kunnen bijvoorbeeld een item overal op het scherm selecteren met behulp van een hiërarchisch aanwijsapparaat. Hierdoor wordt het hele scherm in vieren gedeeld. Gebruikers selecteren het kwartaal dat het item van interesse bevat, en dit kwartaal is zelf verdeeld in vier kleinere kwartalen, waarvan de gebruiker er één selecteert, enzovoort. Deze verdeling gaat door totdat een kwart gevuld is met het item van interesse, waarop de gebruiker kan klikken door het te selecteren.
Hierdoor kan de gebruiker elke applicatie openen of sluiten. Een schermtoetsenbord, voorspellende tekst en andere sneltoetsen versnellen het communicatieproces.
Het Israëlische team testte de software door 17 gezonde volwassenen te vragen het op een standaard pc-laptop te gebruiken en vervolgens te meten hoe lang het duurde om bepaalde taken uit te voeren, zoals het openen van een map, het afspelen van een video en het zoeken op internet naar een onderwerp.
De resultaten laten een duidelijk leerproces zien. In slechts drie leersessies waren alle gebruikers sneller klaar met hun taken en waren ze in staat om een eenvoudige e-mail te verzenden.
Interessant genoeg identificeerden de onderzoekers lang haar als een potentieel probleem, omdat het meer signaalfouten veroorzaakt; dit maakte de taken moeilijker voor vrouwen dan voor mannen. De resultaten geven aan dat gebruikers snel kunnen leren hoe ze de nieuwe interface kunnen activeren en efficiënt kunnen gebruiken om een pc te bedienen, zeggen Ossmy en co.
Er is echter nog veel werk aan de winkel om deze systemen vergelijkbaar te maken met andere vormen van communicatie, zoals sms'en en gewoon typen. Betere sensoren zullen duidelijk helpen, maar de gebruikersinterface zelf zal altijd van cruciaal belang zijn.
Referentie: arxiv.org/abs/1705.07490 : MindDesktop: een algemene hersencomputerinterface