W filmie Surogaci ('Surrogates') z 2009 roku bohaterowie prowadzą bujne życie w ciałach robotów, podczas gdy sami przebywają bezpiecznie w domach. Powyższa wizja fantastyczno-naukowa jest wciąż odległa, jednak poczynione niedawno, dzięki funduszom unijnym, postępy technologiczne pozwoliły zmniejszyć dystans dzielący fantastykę od rzeczywistości, z myślą o zwiększeniu autonomii i niezależności osób niepełnosprawnych...

Miliony Europejczyków dotknięte są niepełnosprawnością ruchową, ograniczającą ich zdolność do przemieszczania się, kontaktowania lub komunikowania z innymi ludźmi. Dotyczy to zarówno osób poruszających się na wózkach w wyniku wypadków samochodowych, jak i osób całkowicie sparaliżowanych lub cierpiących na zespół zamknięcia ('locked-in syndrome').

W ostatnich latach opracowano szereg technologii, by umożliwić ludziom dotkniętym powyższymi rodzajami niepełnosprawności prowadzenie bardziej autonomicznego i niezależnego życia. Obecnie technologie te są ulepszane i łączone ze sobą w ramach hybrydowego systemu, który pozwoli użytkownikom sterować robotem za pośrednictwem myśli, korzystać z wirtualnych środowisk, w sposób zdalny sterować oświetleniem, ogrzewaniem oraz urządzeniami domowymi, a także łatwiej komunikować się z przyjaciółmi i otoczeniem.

"Naszym celem jest zapewnienie osobom dotkniętym niepełnosprawnością ruchową takiej autonomii, na jaką pozwala współczesna technologia, a tym samym w znaczący sposób polepszyć jakość ich życia", mówi Felip Miralles, pracownik Centrum Technologii Cyfrowych w Barcelonie ('Barcelona Digital Technology Centre'), będącego hiszpańskim centrum badań w dziedzinie TIK.

Felip Miralles jest koordynatorem projektu http://www.brainable.org (BrainAble)*, stanowiącego trzyletnią inicjatywę wspartą przez Komisję Europejską kwotą 2,3 milionów euro, której celem jest opracowanie i połączenie szeregu różnorakich technologii, usług oraz aplikacji i oferowanie ich w formie komercyjnego systemu osobom dotkniętym niepełnosprawnością ruchową.

Uczestnicy projektu BrainAble opracowują zaawansowane systemy bazujące na interfejsach mózg-komputer ('brain-computer interface' - BCI), inteligentnym otoczeniu ('ambient intelligence' - AmI), wirtualnej rzeczywistości ('virtual reality' - VR) oraz innych technologiach, które co prawda same w sobie oferują liczne korzyści osobom niepełnosprawnym, jednak dopiero w połączeniu mogą zapewnić niespotykaną wcześniej niezależność.

Łącząc BCI z innymi technologiami wspierającymi osoby niepełnosprawne naukowcy opracowali aplikację pozwalającą użytkownikom sterować robotem wyposażonym w funkcje teleobecności. Użytkownicy mogą sterować robotem w obrębie domu, realizować różnorakie zadania, a nawet komunikować się z innymi osobami, pozostając we własnym łóżku. Podobna technologia pozwala użytkownikom kontrolować awatar w środowisku wirtualnej rzeczywistości, w celu nauczenia go sterowaniem wózkiem inwalidzkim lub robotem w środowisku rzeczywistym, lub też w celu utrzymywania kontaktów towarzyskich.

Wiceprezydent Komisji Europejskiej, Neelie Kroes, w następujący sposób odniósł się w grudniu do projektu BrainAble: "Czy możecie sobie Państwo wyobrazić potencjalne korzyści [płynące ze stosowania tej technologii]? Nowe możliwości odzyskania niezależności, wyrażania samego siebie oraz ponowna zdolność do wykonywania zadań, które większość z nas uważa za oczywiste".

Przykładowo, w przypadku osób cierpiących na poważny paraliż lub syndrom zamknięcia, technologia BCI stanowi często jedyną możliwość komunikacji i interakcji. W systemach BCI wykorzystywane są implanty lub urządzenia zakładane na głowę, wyposażone w czujniki fal elektromagnetycznych wytwarzanych przez mózg. Użytkowników szkoli się w zakresie sterowania falami encefalograficznymi (EEG) w taki sposób, aby system mógł je przekładać na odpowiednie działania. Dzięki systemowi BCI osoba, która jest w stanie jedynie poruszać oczami, może napisać wiadomość, w sposób zdalny włączyć światło, poprosić o pomoc, sterować wózkiem inwalidzkim lub robotem w świecie rzeczywistym lub awatarem w środowisku wirtualnym.

Pomimo znaczącego postępu w dziedzinie BCI, który miał miejsce w ostatnich latach, systemy tego typu są nadal powolne - zrealizowanie pojedynczego zadania może im zająć nawet kilka sekund. Naukowcy uczestniczący w projekcie BrainAble stawiają czoła temu wyzwaniu poprzez wdrożenie w opracowywanej przez siebie platformie inteligentnych rozwiązań, które pozwalają systemowi rozumieć kontekst, w jakim znajduje się użytkownik oraz jego przyzwyczajenia, w celu podejmowania działań pro-aktywnych.

"Jeżeli dana osoba zwykle włącza telewizor o godzinie 19-tej, to w ramach interfejsu systemu oferowany będzie uproszczony dostęp do tej funkcji. System uczy się zachowań użytkowników i próbuje zrozumieć kontekst, w którym użytkownicy z niego korzystają", tłumaczy Miralles. "Ponadto wdrażamy rozwiązania z dziedziny inteligentnego otoczenia, by móc w sposób pasywny nadzorować sygnały EEG, w celu monitorowania poziomu zmęczenia lub koncentracji danej osoby. Jeżeli osoba okaże się zmęczona, to możliwe jest automatyczne uproszczenie interfejsu, w celu ułatwienia korzystania z niego".

W przypadku osób posiadających zdolności ruchowe, BCI może być wykorzystywane w połączeniu z innymi technologiami komputerowych interfejsów wspierających, takimi jak śledzenie ruchów gałki ocznej lub przełączniki EMG, które reagują na sygnały elektryczne powstające podczas nawet najmniejszych skurczów mięśni.

"Przykładowo osoba poruszająca się na wózku inwalidzkim może sterować ruchami wózka za pośrednictwem BCI, a następnie użyć przełącznika, w celu otwarcia drzwi", tłumaczy koordynator projektu. "Tego rodzaju hybrydowy system charakteryzuje się znacznie większym komfortem użytkowania. Naszym celem jest stworzenie elastycznego systemu, który będzie można w pełni dopasować do potrzeb konkretnego użytkownika. Niektóre technologie są bardziej przydatne dla osób dotkniętych pewnym rodzajem niepełnosprawności, a ponadto wraz ze zmianami zachodzącymi u poszczególnych osób zmieniają się także ich potrzeby".

Platforma BrainAble wyposażona jest także w oprogramowanie pośredniczące ('middleware') upraszczające dostęp do portali społecznościowych takich jak Twitter i Facebook, które w coraz większym stopniu umożliwiają osobom niepełnosprawnym przeciwdziałanie izolacji społecznej. "Standardowe interfejsy platform Twitter i Facebook są zbyt złożone i nie jest możliwe ich bezpośrednie wykorzystanie przez technologie wspomagające, takie jak BCI. W związku z powyższym stworzyliśmy warstwę pośredniczącą, zlokalizowaną pomiędzy technologią wspierającą a interfejsami portali społecznościowych, upraszczającą korzystanie z podstawowych funkcji tych interfejsów", twierdzi Miralles.

Uczestnicy projektu BrainAble łączą wszystkie technologie i usługi w ramach prototypowego, inteligentnego domu, który będzie stanowił ilustrację potencjału prowadzonych przez nich prac. Co istotne, rygorystycznie przestrzegają standardów opracowanych dla inteligentnych domów, dzięki czemu wdrażanie nowych urządzeń lub usług - zarówno sterowników ogrzewania, jak i aplikacji społecznościowe - jest równie proste, jak używanie rozwiązań typu 'plug and play'.

Prototypowy, inteligentny dom będzie stanowił narzędzie komercyjnego promowania wyników projektu BrainAble.

"Powyższa dziedzina badań naukowych spotyka się z dużym zainteresowaniem i w perspektywie od pięciu do siedmiu lat spodziewam się pojawienia na rynku konkurujących ze sobą, ogólnodostępnych produktów", twierdzi Miralles.

Austriacki partner projektu, firma Guger Technologies, planuje wykorzystać wyniki badań w oferowanych przez siebie produktach BCI, w tym dodać do nich funkcjonalność AmI, w celu stworzenia bardziej zintegrowanych systemów. Tymczasem portugalska firma Meticube, również uczestnicząca w projekcie BrainAble, zainteresowana jest wdrożeniem funkcjonalności BCI oraz AmI, w celu polepszenia współpracy pomiędzy urządzeniami i usługami stosowanymi w inteligentnych domach, nie tylko z myślą o osobach niepełnosprawnych, ale także o ludziach w podeszłym wieku oraz innych grupach docelowych.

"Potencjał rynku dla tego rodzaju technologii jest ogromny i dotyczy nie tylko osób o znacznej niepełnosprawności ruchowej. Powyższe badania przyniosą znaczące korzyści osobom w podeszłym wieku, ale nawet gracze mogliby korzystać z technologii BCI, gdy stanie się ona wystarczająco szybka i niezawodna", tłumaczy koordynator projektu BrainAble.

Projekt BrainAble uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Projekt wybrano także jako wystawcę na zakończoną niedawno w Brukseli Konwencję Innowacji 2011 ('Innovation Convention 2011').

Następcą projektu BrainAble jest finansowany ze środków UE projekt o nazwie BackHome, również koordynowany przez Barcelona Digital. Prace projektu BackHome skupione zostaną wokół zastosowania technologii BCI w celu wspierania nie tylko niezależności, ale także rehabilitacji oraz zdalnego nadzorowania osób cierpiących na zaburzenia neurologiczne.

* "Autonomia oraz integracja społeczna dzięki interfejsom mózg-komputer w kontekście rzeczywistości mieszanej: wspieranie więzi pomiędzy osobami niepełnosprawnymi, a otaczającym ich światem fizycznym i społecznym" ('Autonomy and social inclusion through mixed-reality brain-computer interfaces: connecting the disabled to their physical and social world')

© Unia Europejska 1994 - 2012

Źródło: CORDIS