Domotica

Interfacce cervello-computer e domotica. Una dimostrazione pubblica

 Una pubblica dimostrazione sul funzionamento delle interfacce uomo-macchina, basate sulla sola attività cerebrale (Brain-Computer Interface), è stata data nel corso della puntata di Elisir del 28 dicembre 2008 su Rai Tre.

Nella puntata è andato in onda un servizio con immagini girate presso i Laboratori della Fondazione Santa Lucia di Roma (ove ha sede il laboratorio di «Modellistica e di Immagini NeuroElettriche e di Interfacce Cervello Computer»). Le immagini venivano commentate in diretta dal Prof. Fabio Babiloni, del dipartimento di Fisiologia e farmacologia della Sapienza, che partecipa attivamente alla ricerca.

Nel servizio e nel collegamento televisivo, preannunciato nel post «domotica e impulsi cerebrali», si è potuto vedere come, grazie alla sola attività cerebrale, è possibile:

a) muovere una mano robotica, facendole compiere diverse azioni e facendole fare diversi tipi di presa (con la mano concava, per prendere una palla; a pinza, per prendere piccoli oggetti; con il pollice in opposizione all’indice piegato, per prendere un CD, etc.);

b) compiere attività su dispositivi di una stanza domotica (spegnere ed accendere una luce; impartire istruzioni ad un piccolo robot che emula un animale domestico e che, con una telecamera montata sulla testa, è in grado di far visualizzare le immagini a chi ha deficit motori; aprire porte).

L’esempio che è stato rappresentato nei laboratori della Fondazione Santa Lucia era quello di una paziente che, rimanendo davanti ad uno schermo con degli elettrodi sulla testa, impossibilitata a muoversi, riusciva (in occasione di una visita ricevuta) sia ad aprire la porta con la sola attività cerebrale, sia a controllare sul monitor le immagini acquisite dalla telecamera installata sul robot che la paziente stessa aveva inviato in direzione della porta.

L’attività cerebrale, come si è potuto constatare dal servizio, veniva raccolta e trasmessa all’elaboratore elettronico attraverso elettrodi raccolti in una fascia morbida, che si adattava e si posizionava sulla testa come fosse la struttura di un caschetto aperto. Il sistema aveva anche un’altra periferica, costituita da un monitor, che nella dimostrazione era di grandi dimensioni e posizionato su una scrivania. Il monitor recava la rappresentazione di diverse immagini, raccolte una accanto all’altra come grandi tessere di un mosaico o, meglio, come quadrati di una griglia.

Ogni immagine posizionata in una porzione dello schermo corrispondeva ad un’azione da far eseguire al sistema elettronico.

Nel caso della mano robotica a ciascuna immagine era correlata un certo tipo di presa, fatta eccezione per l’immagine che rappresentava delle «zzz…» (ad indicare il rumore emesso da una persona dormiente), che corrispondeva alla posizione di stasi della mano robotica.

Nel caso della stanza domotica, invece, le immagini rappresentate nelle diverse porzioni dello schermo erano associate ad azioni diverse (es. accendere la luce, spegnere la luce, aprire la porta, etc.).

Per azionare i comandi corrispondenti ad una qualsiasi delle immagini rappresentate sullo schermo, il soggetto munito di elettrodi doveva semplicemente concentrare la propria attenzione sulla porzione dello schermo che conteneva la relativa immagine. Il sistema elettronico, come quando si posiziona il puntatore di un mouse su un’icona visualizzata nello schermo di un normale computer, era in grado di rilevare, attraverso il trattamento dei dati provenienti dall’attività cerebrale, quale fosse l’immagine selezionata e, conseguentemente, quale azione avrebbe dovuto eseguire.

Le istruzioni al sistema elettronico, ha precisato Fabio Babiloni, non venivano impartite dall’utente attraverso il movimento degli occhi, ma solamente dall’attività cerebrale compiuta nel momento in cui il soggetto concentra la propria attenzione su un’immagine o su un’altra tra quelle a disposizione sullo schermo.

I Prossimi passi della ricerca saranno volti a miniaturizzare le apparecchiature usate o, comunque, a renderle meno visibili (es.: gli elettrodi si potrebbero tenere nascosti tra i capelli, mentre lo schermo da utilizzare potrebbe essere quello di un cellulare o di un apparecchio dedicato, di dimensioni ed aspetto simili a quelli del cellulare). Ulteriore obiettivo, ovviamente, è anche quello di diffondere tali tecnologie negli ambienti domestici di quanti ne possano trarre utilità.

La ricerca nasce, infatti, per soddisfare le esigenze di chi, anche in giovane età, è costretto a confrontarsi con le difficoltà quotidiane dovute a deficit motori o a disfunzioni conseguenti a patologie, malattie, incidenti o infortuni.

Da quanto si è potuto vedere, si tratta di interfacce BCI (Brain-Computer Interface) monodirezionali. Infatti il segnale viene trasmesso dal cervello alla macchina e non anche viceversa dalla macchina al cervello. 

Si tratta, poi, di tecnologie non invasive, dato che non implicano alcuna installazione nel corpo umano. Diversamente dai fenomeni di ibridazione uomo-macchina sperimentati da Kevin Warwick, l’interazione brain-computer non richiede alcun intervento chirurgico.

A questa ricerca, sicuramente preziosa e meritevole di grande attenzione come già lo è stato da parte di testate come “la Repubblica” e “La Stampa“ , se ne affiancano altre analoghe, sulle quali avremo modo di soffermarci in seguito.

Una cosa è chiara. La nostra società è destinata a rapide trasformazioni grazie alla tecnologia.

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Domotica e impulsi cerebrali

 La tecnologia e la sua incidenza sull’ambiente determina anche modifiche ai comportamenti ed apre possibilità nuove, prima impensabili. Si assiste, così, ad un’evoluzione inarrestabile. Questo aspetto è un tratto particolarmente rilevante dell’information society. Spesso le innovazioni tecnologiche sono in grado di offrire fantastiche opportunità all’uomo che se ne serve.

Di grande impatto è sicuramente la ricerca sugli ambienti domotici controllati da soli impulsi cerebrali, portata avanti da un team di neurologi, neurofisiologi e bioingegneri guidato da Fabio Babiloni, del dipartimento di Fisiologia e farmacologia della Sapienza, e da Maria Grazia Marciani, professoressa di neurologia di Tor Vergata.

L’ambiemte domotico realizzato in questa ricerca è in grado di attivare dispositivi come TV, cellulare, porte automatizzate, luci, videocamere, robot mobili, etc., mediante il riconoscimetno dell’attività elettrica cerebrale.

La notizia è stata diffusa sul sito della Sapienza – Università di Roma, in vista di un apposito collegamento alla trasmissione Elisir, che andrà in onda domenica 28 dicembre 2008 alle ore 21,30 su Rai Tre.

 

Dal sito della Sapienza si legge che la ricerca, realizzata in collaborazione con la Fondazione Santa Lucia, prosegue da dieci anni grazie ai finanziamenti di enti nazionali e internazionali (VII programma quadro europeo, progetto Tobi e Smart4all) e di fondazioni private (fondazione Telethon e fondazione Bnc), ha lo scopo di generare nuovi ausili per coloro che, a causa di patologie neurodegenerative o traumatiche, possono perdere o hanno perso del tutto il controllo volontario dei muscoli e con esso la capacità di comunicare con l’esterno. Lo sviluppo dell’ambiente domotico intende così mettere a punto una serie di tecnologie, incluse le interfacce fra cervello e computer, in grado di sostituirsi ai nervi periferici e ai muscoli. L’intento è quello di diminuire il livello di dipendenza dagli altri nelle attività della vita quotidiana e ridare alla persona un senso di privacy nella comunicazione e cura della propria persona

La notizia è stata ripresa anche da La Repubblica, ove si precisa che

Lo sviluppo dell’ambiente domotico intende così mettere a punto una serie di tecnologie, incluse le interfacce fra cervello e computer, in grado di sostituirsi ai nervi periferici e ai muscoli. Il prossimo passo, annuncia Fabio Babiloni è rendere invisibile il sistema, con l’abolizione della cuffia sostituita da piccolissimi elettrodi senza fili incollati sul cuoio capelluto, che comunicano con il computer grazie al sistema wireless. Il progetto, rivela Babiloni, ha catturato l’interesse anche dell’Agenzia Spaziale Europea “per un possibile sviluppo di un ambiente domotico di questo tipo anche nello spazio”.

 

Sicuramente tornerò a parlare di quest’argomento, che sto seguendo da tempo.

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