For folk, der er lammet, en brain-computer interface er undertiden den eneste mulige måde at kommunikere på. Ideen er, at sensorer overvåger hjerne bølger, og den nerve signaler, der styrer ansigtsudtryk. Foruddefinerede signaler kan så bruges til at styre computeren.
For eksempel, mønster af nerve signaler, der er forbundet med en venstre smørret grin kan forårsage markøren til at flytte til venstre, mens en ret smørret grin kan få det til at flytte til højre; de hjernebølger, der er forbundet med koncentration, der kan være forbundet med et dobbelt-klik, og så videre. På denne måde, en ellers lammet brugeren kan styre en computer.
Men der er betydelige problemer med denne form for tilgang. Den første er, at disse systemer er meget modtagelige over for støj, så de ofte laver fejl. Den anden er, at de er akavet og klodset at bruge, så kommunikation er ufatteligt langsomt. At skrive hastigheder kan være så lav som om en karakter per minut. En måde betydeligt hurtigere hjerne-kontrol interfaces ville være enormt nyttigt.
Indtast Ori Ossmy og kammerater på Ben-Gurion Universitetet i Israel, der har skabt et generelt formål brain-computer interface kaldet MindDesktop, der giver brugeren mulighed for at kontrollere de fleste aspekter af en windows-PC med at skrive hastigheder så hurtigt som 20 sekunder per tegn. Der er en størrelsesorden bedre end nogle af de andre systemer.
Først lidt baggrund. I de senere år, og forskellige virksomheder er begyndt at sælge off-the-shelf hjerne-overvågnings-udstyr, måle signalerne fra hjernen og nerve-fyring mønstre, der er forbundet med facial bevægelse. Enhver kan købe disse enheder til et par hundrede dollars.
En af de bedre kendte er Emotiv EPOC+ neuro headset og 14-kanal EEG, som linker til en hvilken som helst computer via Wi-Fi. Enheden koster $800 (selv om en virksomhed gør en billigere, lavere spec model, der sælger til $300).
Ved hjælp af denne eller andre hjerne-måle-enheder til at styre en computer er svært, men ikke mindst fordi mange grænseflader er klodset og langsom. Så Ossmy og co har bygget et system, der tager de signaler, der registreres af Emotiv headset og udnytter dem i et interface, der er relativt let at bruge.
Ud af boksen, Emotiv headset kan få øje på den nerve signaler, der er forbundet med forskellige ansigtsudtryk. Men det kan også være uddannet til at spotte de hjerne-bølge mønstre, der er forbundet med at tænke på, siger en favorit blomst eller sang eller pet.
Hver af disse tanker kan derefter bruges til at udløse en anden handling i softwaren. Ja, hele systemet er designet til at arbejde med kun tre indgange. Det kan tilpasses enhver form for input, forudsat at det kan skelne mellem tre forskellige dem.
Interface har nogle unikke tilgange. For eksempel, kan brugerne vælge en konto hvor som helst på skærmen ved hjælp af en “hierarkisk pegeudstyr.” Dette opdeler hele skærmen i fire kvartaler. Brugere kan vælge det kvartal, der indeholder det element, der er af interesse, og dette kvartal er i sig selv inddelt i fire mindre kvartaler, en, som brugeren vælger, og så videre. Denne division fortsætter, indtil en fjerdedel er fyldt med vare af interesse, som brugeren kan klikke på ved at vælge det.
Dette giver brugeren mulighed for at åbne eller lukke et program. En skærmtastaturet, ordforslag, og andre genveje fremskynde processen for kommunikation.
Den Israelske team satte software gennem sine skridt ved at spørge 17 raske voksne at bruge det på en standard PC, bærbar computer og derefter måle, hvor lang tid, de tog til at udføre visse opgaver, såsom at åbne en mappe, afspilles en video, og du søger på Internettet for et emne.
Resultaterne viser en klar læring progression. På bare tre undervisningssessioner, alle brugere færdige med deres opgaver hurtigt og var i stand til at sende en almindelig e-mail.
Det er interessant, at forskerne identificerede lange hår som et potentielt problem, fordi det skaber mere signal fejl; dette gjorde de opgaver, der er vanskeligere for kvinder end for mænd. “Resultaterne tyder på, at brugerne hurtigt kan lære at aktivere den nye grænseflade og effektivt bruge den til at betjene en PC,” siger Ossmy og co.
Men der er meget arbejde, der skal gøres for at gøre disse systemer, der kan sammenlignes med andre former for kommunikation, såsom sms ‘ er og almindelige skrive. Bedre sensorer vil helt klart hjælpe, men brugergrænsefladen i sig selv vil altid være kritisk.
Ref: arxiv.org/abs/1705.07490 : MindDesktop: Et Generelt Formål Brain Computer Interface