Nový systém ovládání počítače mozkem má pomoci handicapovaným lidem, aby vyjádřili své základní potřeby a mohli alespoň částečně získat kontrolu nad domácností. Projekt Basil, který jim to má umožnit, vyvinuli vědci ze Západočeské univerzity v Plzni (ZČU) ve spolupráci s německými firmami.
„Smyslem projektu je pomoci lidem, kterým sice nefunguje tělo, ale jejich mozek pracuje stále dobře. Většinou jen leží, nemohou mluvit ani se hýbat. Mozek je tak jejich jediným komunikačním nástrojem,“ vysvětluje vedoucí projektu Roman Moučka na internetových stránkách ZČU.
Součástí prototypu systému Basil, který je založený na snímání mozkových vln, je čepice s několika elektrodami, kterou si člověk nasadí na hlavu. Důležité je přitom zobrazování symbolů, které představují potřeby či přání člověka. Jsou jimi například dveře, světlo, jídlo nebo záchranný kruh.
„Člověk odkázaný pouze na činnost mozku má například hlad nebo žízeň, je mu horko nebo 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 věc nebo aktivitu, kterou člověk právě chce či potřebuje provést,“ popisuje Moučka.
„Chce například rozsvítit světlo, a tak si vybere obrázek lampy. Soustředí se na něj, zatímco elektrody snímají aktivitu jeho mozku. Ten pro nás funguje jako baterie. Když se soustředí na nějaký symbol protéká jím elektrický proud trochu jinak, než pokud jej tento symbol nezajímá, a my na povrchu hlavy měříme odpovídající změnu napětí,“ dodal vedoucí projektu Basil.
Odezva není u každého ideální
Podle Lukáše Vařeky, vedoucího výzkumných pracovníků, je ovládání počítače myšlenkami pro lidi většinou snadné. „Je to poměrně intuitivní, jen jim musíme vysvětlit, co je čeká. Například je ujistit, že je nebude bolet kontakt s tupou jehlou, která se používá pro aplikaci vodivého gelu,“ říká.
Při testech v nemocnicích se podle něj ovšem ukazuje, že Basil nemá u všech ideální odezvu. „Výsledky se různí, neboť mozek musí být bdělý, pozorný a pacienti nesmí být příliš utlumeni léky. Někoho také začnou po chvíli jehly elektrod trochu tlačit. Jiní si naopak nestěžují,“ vysvětluje Vařeka.
Součástí testů je také zjišťování, kolik elektrod je zapotřebí na hlavě mít, aby systém Basil dobře fungoval. „Samozřejmě že čím je elektrod méně, tím lépe pro člověka, ale my se snažíme, aby ty elektrody byly alespoň čtyři a abychom je rozmístili ideálně,“ dodává Vařeka.
Basil je česko-bavorský projekt, na němž Západočeská univerzita spolupracovala s německými společnostmi Strategische Partnerschaft Sensorik a Sensorik-Bayern. Ty projektu dodávají hardwarové vybavení, se kterým výzkumníci na FAV ZČU experimentují. Vytvářejí scénáře, jakým způsobem budou lidé s počítačem komunikovat, a algoritmy pro rozpoznání toho, co si člověk přeje.
Dalším nezbytným zařízením, které dodávají 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.
Vláček, který lze ovládat mozkem i pohyby očí
Basil není prvním projektem souvisejícím s měřením mozkové aktivity, který se výzkumníci z Fakulty aplikovaných věd zabývali. Vytvořili například modelové kolejiště s vláčkem, který lze ovládat právě pomocí mozkových vln nebo 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 systému Basil samotná čepice s elektrodami neumí nic, jen posílá hrubý signál, tedy čísla, která my zpracujeme a rozhodneme, co s nimi,“ popisuje Lukáš Vařeka.
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 vedoucí projektu Moučka.
Kompletní prototyp systému Basil měli autoři poprvé předvést ve čtvrtek 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.
