Un nuovo sistema legge i modelli cerebrali di un utente per guidare un elicottero giocattolo - la prima volta che un veicolo di volo è stato guidato interamente dal pensiero. Immagine tramite l'Università del Minnesota
Pensa di stringere il pugno destro. UN agile elicottero da 14 once vola a destra. Immagina di stringere il pugno sinistro. L'elicottero si allontana. Pensa di stringere entrambi i pugni e sale in verticale.
Questo straordinario sistema di controllo dell'elicottero è opera di un gruppo di scienziati dell'Università del Minnesota guidati dal professore di ingegneria Bin He. Ciò che lo distingue è che il controllo del suo volo non richiede assolutamente alcun movimento effettivo per il pilota, né la pressione di un pulsante o l'acceleratore. Invece di un telecomando convenzionale, gli utenti controllano il veicolo con un cappuccio EEG (elettroencefalografia) tempestato di 64 elettrodi, che rilevano l'attività elettrica in diverse parti del cervello vicino al cuoio capelluto, leggendo efficacemente le loro menti.
Il sistema, dimostrato per la prima volta in aprile e ora completamente descritto in un articolo pubblicato oggi sul Journal of Neural Engineering, fa parte dello studio fiorente di interfacce cervello-computer: percorsi di comunicazione diretta tra cervello e dispositivi computerizzati o robotizzati. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno creato una robotica controllata dalla mente che può nutrire qualcuno cioccolato o aiutarlo a bere caffè, ma questa è la prima istanza di un veicolo di volo controllato interamente dal pensiero.
Il sistema si basa su precedenti ELETTROENCEFALOGRAMMI e altre ricerche neurologiche da parte del team, che ha identificato quali schemi di attività nel cervello erano correlati a pensieri come "stringere un pugno con la mano destra" e "fare un pugno con entrambe le mani". i pensieri orientati si verificano principalmente nella corteccia motoria, un'area del cervello responsabile del controllo del corpo. Il cappuccio EEG è abbastanza sensibile solo da rilevare attività relativamente vicine al cuoio capelluto - che è dove si trova la corteccia motoria - quindi gli scienziati sono stati in grado di programmare il loro software EEG per distinguere tra questi modelli di pensiero rilevanti in particolare.
Di conseguenza, quando il sistema rileva uno dei pensieri specificati, converte il pensiero ("fai un primo con la mia mano destra") in un comando per l'elicottero ("gira a destra") e quindi invia il segnale al veicolo sopra Wi-Fi. Detto questo, voilà: un elicottero controllato dal pensiero.
Il team aveva precedentemente creato un sistema che consentiva agli utenti di controllare un elicottero virtuale e lo aveva modificato per questo studio utilizzando un vero veicolo fisico, il Quadcopter ARDrone. Come parte del progetto, hanno dato a cinque studenti universitari una crepa nel far volare l'elicottero, e tutti sono stati in grado di capire come mantenere la cosa in alto - e persino farla passare attraverso i cerchi - con un addestramento minimo.
Gli scienziati prevedono una vasta gamma di applicazioni per questo tipo di tecnologia. La ricerca è già in corso per uno degli usi più ovvi: arti protesici. A febbraio, un team svizzero ha presentato il lavoro su una mano artificiale controllata dalla mente che consente a un utente di raccogliere oggetti e può persino trasmettere stimoli (come la mano che viene stimolata da un ago) al cervello dell'utente. Altri hanno lavorato su sedie a rotelle con controllo mentale, che darebbe maggiore mobilità agli utenti quadriplegici.
Una delle cose che rende così interessante l'esperimento in elicottero, tuttavia, è che, come alcune recenti interfacce cervello-computer (compresa la sedia a rotelle), coinvolge schemi cerebrali rilevati con una procedura non invasiva: gli utenti possono semplicemente indossare o decollare il cappuccio EEG quando vogliono. Rispetto ad altri tipi di interfacce cervello-computer, che spesso si basano su sensori impiantati chirurgicamente, questo tipo di sistema potrebbe essere utilizzato in una gamma molto più ampia di situazioni.
Per uno, i pazienti paralizzati riluttanti o incapaci di sottoporsi a chirurgia costosa e invasiva per diventare più autonomi possono semplicemente indossare il cappuccio. Inoltre, gli amputati e i pazienti che hanno un disturbo non paralizzante che limita ancora la mobilità - come la SLA o un altro disturbo neuromuscolare - potrebbero teoricamente utilizzare questo tipo di tecnologia per controllare sedie a rotelle o anche altri veicoli, come le automobili, senza richiedere un cervello permanente sistema implantare.
Un giorno, potrebbe anche essere usato per migliorare l'uso della tecnologia per le persone senza problemi medici correlati. Se diventa abbastanza affidabile e sensibile, ad esempio, forse i piloti potrebbero un giorno controllare gli elicotteri a grandezza naturale con i loro pensieri per ridurre l'affaticamento della mano e del braccio e i chirurghi potrebbero manipolare gli strumenti chirurgici senza doversi preoccupare di stringere la mano.
