Polski eksperyment na ISS. Sterowanie komputerem za pomocą myśli

Czy można sterować komputerem wyłącznie myślami? Brzmi jak scenariusz z "Raportu mniejszości", ale to nie science fiction. To PhotonGrav - jeden z eksperymentów, które polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski przeprowadzi podczas swojej misji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Urządzenie stworzone przez polską firmę Cortivision ma pokazać, że interfejs mózg-komputer może działać nawet w stanie nieważkości i to całkowicie bezinwazyjnie.

- Nie chodzi o czytanie w myślach ani kontrolę umysłów, tylko o naukowe odczytywanie sygnałów z mózgu - podkreśla Wojciech Broniatowski, współzałożyciel i prezes Cortivision. - Posługujemy się tu metodą zwaną funkcjonalną spektroskopią bliskiej podczerwieni (fNIRS), czyli światłem, które pozwala nam podejrzeć procesy zachodzące we wnętrzu głowy bez potrzeby jej otwierania.

Eksperyment PhotonGrav składa się z oprogramowania oraz lekkiego materiałowego czepka z umieszczonymi w nim optodami - czujnikami wysyłającymi i odbierającymi sygnały świetlne w zakresie bliskiej podczerwieni.

Światło to przenika przez skórę i odbija się od krwi przepływającej przez różne obszary mózgu. Gdy dany obszar jest aktywny (na przykład podczas intensywnego skupienia) zwiększa się jego zapotrzebowanie na tlen. Czujniki rejestrują te zmiany, a system interpretuje je automatycznie jako określone stany umysłu: koncentrację lub relaks.

Podczas eksperymentu astronauta będzie wykonywał zadania wymagające skupienia, np. obliczenia, przeplatane komendami relaksu. Automatyczny algorytm systemu będzie analizować, czy potrafi wykryć te dwa stany i odpowiednio je zaklasyfikować.

---

Urządzenie łączy się bezprzewodowo z komputerem i na bieżąco przesyła dane, które oprogramowanie przetwarza na informacje o stanie umysłu użytkownika. To tzw. interfejs dwustanowy nastawiony na wykrycie skupienia lub relaksu . Ale, jak zaznacza ekspert, w przyszłości te stany mogą być przypisane do innych działań. Otwiera to drogę do bardziej złożonego sterowania urządzeniami w sytuacjach, gdy użycie rąk nie jest możliwe lub jest utrudnione, na przykład właśnie w warunkach mikrograwitacji.

PhotonGrav to nie jednorazowy test na orbicie. Cały eksperyment jest trzyetapowy: pierwszy pomiar odbywa się na Ziemi, drugi na stacji kosmicznej, a trzeci - po powrocie astronauty (czyli również na Ziemi). Po co aż tyle?

- Chcemy porównać, jak technologia działa w różnych warunkach - na Ziemi i w mikrograwitacji. To pozwoli określić, czy warunki kosmiczne wpływają na skuteczność odczytu sygnałów z mózgu. Jeśli nie - to świetna wiadomość, bo oznacza, że technologia może być z powodzeniem wykorzystywana w najbardziej ekstremalnym środowisku, jakim jest kosmos - wyjaśnia Broniatowski.

To bardzo ważne, bo, jak dodaje, wiele obecnych interfejsów mózg-komputer działa w warunkach ściśle kontrolowanych, często z indywidualnym dopasowaniem do jednej osoby. PhotonGrav testuje rozwiązanie mobilne (urządzenie waży kilkaset gramów), nieinwazyjne i z założenia uniwersalne.

Wstępne wyniki eksperymentu są obiecujące. Już podczas prób przedstartowych system wykazywał skuteczność bliską 90 proc. w odczytywaniu komend. To oznacza, że bez jakiegokolwiek ruchu mięśni astronauta może skutecznie porozumiewać się z maszyną.

PhotonGrav to nie tylko kolejny dowód na to, że Polska ma swój udział w przyszłości astronautyki. Urządzenie ma realne zastosowania na Ziemi - przede wszystkim w nauce, medycynie i neurorehabilitacji. Cortivision pracuje obecnie nad mobilnym holterem fNIRS, który mógłby służyć do przewidywania istotnych diagnostycznie zmian aktywności mózgu, a także monitorowania stanu pacjentów w warunkach odosobnienia.

- Chodzi o możliwość prowadzenia takiego pomiaru przez kilkanaście godzin poza laboratorium, gdzie jest to ogromną przewagą wobec rozwiązań jedynie stacjonarnych - tłumaczy współzałożyciel Cortivision. - Takie urządzenie mogłoby znaleźć zastosowanie np. w pracy osób wykonujących zawody, gdzie konieczne jest utrzymanie pełnej koncentracji przez długi czas, jak np. kontrolerzy ruchu lotniczego czy służby mundurowe - dodaje.

PhotonGrav to też krok w kierunku połączenia neurotechnologii z algorytmami sztucznej inteligencji. Zebrane dane mogą służyć do budowania modeli językowych lub predykcyjnych w medycynie, rehabilitacji i psychologii.

PhotonGrav wpisuje się w światowy wyścig technologiczny w dziedzinie interfejsów mózg-komputer. Rywalizuje z takimi metodami jak EEG (elektroencefalografia) czy rezonans magnetyczny, choć funkcjonalna spektroskopia bliskiej podczerwieni (fNIRS) wciąż pozostaje najmniej rozpowszechniona. Może się to jednak szybko zmienić - zwłaszcza jeśli polska technologia zadziała w najtrudniejszych warunkach, czyli... w kosmosie.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 87 tys. obserwujących nasz fanpage - polub GeekWeek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!