facebooktwittergoogleinstagram

Věda a výzkum

Portál Vědavýzkum.cz - Nezávislé informace o vědě a výzkumu

Ernst & Young - hlavní partner portálu Vědavýzkum.cz

Hlavní partner portálu
facebooktwittergoogleinstagram

Na Západočeské univerzitě vyvíjejí systém umožňující ovládat počítač mozkem

16. 5. 2020
Na Západočeské univerzitě vyvíjejí systém umožňující ovládat počítač mozkem

Elektrická aktivita mozku je hlavním předmětem zájmu skupiny vědců z katedry informatiky a výpočetní techniky Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni. Letos skončila jejich tříletá práce na projektu BASIL, což je systém ovládání počítače mozkem, který má nesoběstačným lidem pomoci vyjádřit jejich základní potřeby a získat alespoň omezenou kontrolu nad domácností.

BASIL je přeshraniční česko-bavorský projekt, který Západočeskou univerzitu spojil s německými společnostmi Strategische Partnerschaft Sensorik a Sensorik-Bayern. „Smyslem projektu je pomoci lidem, kterým sice nefunguje tělo, ale jejich mozek pracuje stále dobře. Většinou leží, nemohou mluvit, hýbat se, a mozek je tak jejich jediným komunikačním nástrojem,“ vysvětluje za katedru informatiky a výpočetní techniky řešitel projektu Roman Mouček.

BASIL

Součástí prototypu systému BASIL, založeného na snímání mozkových vln, je čepice s několika elektrodami, kterou má člověk na hlavě. Velmi důležité je zobrazování symbolů, které reprezentují potřeby či přání člověka; těmito symboly jsou například dveře, světlo, jídlo nebo záchranný kruh. Jak BASIL funguje? „Člověk, odkázaný pouze na činnost mozku, má například hlad nebo žízeň, je mu horko, zima, potřebuje na toaletu… A my se to jinak než z jeho mozkových vln nedozvíme. Součástí prototypu je proto i scénář s obrázky, které reprezentují tu věc nebo aktivitu, kterou člověk právě chce či potřebuje provést. Potřebuje například rozsvítit světlo, a tak si vybere obrázek lampy a soustředí se na něj, zatímco elektrody snímají aktivitu jeho mozku. Mozek tak pro nás funguje jako baterie; při soustředění na nějaký symbol jím protéká elektrický proud trochu jinak, než pokud jej tento symbol nezajímá, a my na povrchu hlavy měříme odpovídající změnu napětí,“ pokračuje Roman Mouček.

Německá strana projektu dodává hardwarové vybavení, výzkumníci na Fakultě aplikovaných věd s ním experimentují. Vytvářejí scénáře, tedy to, jakým způsobem budou lidé s počítačem komunikovat, a algoritmy a postupy na rozpoznání toho, co si člověk přeje. Například elektrody zkoušejí používat jako pevnou součást čepice i je přikládat samostatně, zjišťují tak, v jaké jejich konfiguraci je zachycený signál nejlepší. „Důležité je, že elektrody fungují i bez vodivého gelu, který je sice běžně používaný, ale našim potřebám příliš nevyhovuje. Elektrody testujeme z pohledu vodivosti i pohodlí,“ podotýká Roman Mouček s tím, že nezbytným zařízením, jež dodávají rovněž němečtí kolegové, je zesilovač signálu, bez kterého by získaná mozková aktivita byla velmi slabá a sotva využitelná. Se správně rozpoznanými symboly, tedy potřebami či přáními lidí, bude německá strana projektu dále pracovat a využije je pro ovládání domácnosti.

Systém BASIL zkoušeli výzkumníci v laboratoři i ve spolupráci s lékaři a pacienty Fakultní nemocnice v Plzni či Nemocnice Ostrov. „Jednotlivé části prototypu jsou hotové, my je kombinujeme, integrujeme a zjišťujeme, za jakých okolností dosáhneme nejlepšího výsledku,“ dodává Roman Mouček.

BASIL není první projekt související s měřením mozkové aktivity, kterým se výzkumníci z Fakulty aplikovaných věd zabývali. Veřejnost už ze dnů otevřených dveří, Dnů vědy a techniky ZČU a dalších akcí dobře zná například jejich modelové kolejiště s vláčkem, který lze ovládat právě mozkovými vlnami či pohyby očí. Princip je podobný. „Vláček se liší tím, že v čelence, kterou si nasadíte na hlavu, je jen jedna elektroda, signál se zpracovává pouze z jednoho místa na hlavě a navíc přímo v čelence. Další zařízení není potřeba. Ale v případě systému BASIL neumí samotná čepice s elektrodami nic, jen posílá hrubý signál - čísla, která my teprve zpracujeme a rozhodneme, co s nimi,“ dodává Lukáš Vařeka.

Kompletní prototyp systému BASIL měli autoři poprvé předvést 28. března na konferenci INSPO 2020 (Internet a informační systémy pro osoby se specifickými potřebami) věnované nejnovějším pomůckám, aplikacím a technologiím pro osoby se specifickými potřebami. Konference však byla kvůli koronavirové pandemii přeložena na říjen.

 

Zdroj: Západočeská univerzita v Plzni

redakčně upraveno