Τα Brain–Computer Interfaces (BCIs) ή διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή, αποτελούν έναν από τους πιο συναρπαστικούς κλάδους της νευροτεχνολογίας. Επιτρέπουν την άμεση επικοινωνία μεταξύ του ανθρώπινου εγκεφάλου και εξωτερικών συσκευών, όπως υπολογιστές, smartphones ή ακόμα και ρομποτικά μέλη. Οι εφαρμογές τους καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα, από χρήση σε εικονική και επαυξημένη πραγματικότητα (VR/AR), μέχρι την αποκατάσταση λειτουργιών σε άτομα με νευρολογικές παθήσεις ή κινητικές αναπηρίες.
Ωστόσο, οι σημερινές BCI τεχνολογίες συχνά απαιτούν ογκώδεις και άκαμπτους αισθητήρες που δεν είναι πρακτικοί για καθημερινή χρήση, ιδίως όταν ο χρήστης κινείται ή έχει πυκνά μαλλιά. Την απάντηση σε αυτό το πρόβλημα δίνει μια πρωτοποριακή έρευνα του WISH Center στο Georgia Tech σε συνεργασία με το Inha University της Κορέας.
Μικροαισθητήρας που “κρύβεται” ανάμεσα στα μαλλιά
Η νέα αυτή τεχνολογία βασίζεται σε έναν μικροσκοπικό αισθητήρα εγκεφάλου που μπορεί να τοποθετηθεί ανάμεσα στις τρίχες του κεφαλιού, χωρίς να ενοχλεί ή να απαιτεί ξύρισμα του τριχωτού. Ο αισθητήρας αποτελείται από πέντε μικροβελόνες σε σχήμα σταυρού, με μήκος μόλις 850 x 1000 μm και αιχμηρές άκρες μικρότερες των 30°, επιτρέποντας σχεδόν ανώδυνη διείσδυση στο δέρμα.
Η κατασκευή του έγινε μέσω τεχνικής UV replica molding, ενώ για την ενίσχυση της αγωγιμότητας επιστρώθηκε με το αγώγιμο πολυμερές PEDOT:Tos. Οι μικροβελόνες καταγράφουν τα ηλεκτρικά σήματα του εγκεφάλου και τα μεταδίδουν μέσω υπερλεπτών καλωδίων σε ένα μίνι σύστημα ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που τοποθετείται στον αυχένα.
Περισσότερα για την τεχνική: Femtosecond Laser Micropatterning
Επανάσταση στην εγγραφή εγκεφαλικών κυμάτων σε κίνηση
Κατά τη διάρκεια πειραμάτων, οι ερευνητές τοποθέτησαν τρεις τέτοιους μικροαισθητήρες στο ινιακό λοβό (περιοχή που επεξεργάζεται την όραση). Η ποιότητα των σημάτων EEG (Steady-State Visual Evoked Potentials) παρέμεινε σταθερή για 12 ώρες, ενώ η αντίσταση επαφής ήταν εξαιρετικά χαμηλή (0.03 kΩ/cm²).
Κατά τη σύγκριση με συμβατικά ηλεκτρόδια (όπως τα gold-cup), οι νέοι αισθητήρες κατέγραψαν πολύ πιο καθαρά σήματα EEG ακόμα και σε καταστάσεις κίνησης, όπως περπάτημα ή τρέξιμο, όπου τα παραδοσιακά ηλεκτρόδια παρουσίαζαν έντονους θορύβους.
Από το βλέμμα στην πράξη: Χρήση σε AR και video calls
Σε δοκιμές με χρήστες που φορούσαν AR γυαλιά, οι αισθητήρες εντόπισαν με ακρίβεια έως και 99.2% ποιο ερέθισμα κοιτούσε ο χρήστης, ενεργοποιώντας ανάλογες λειτουργίες χωρίς καμία φυσική επαφή. Αυτό περιλάμβανε ακόμα και video κλήσεις που ελέγχονταν αποκλειστικά με σκέψη, όπως απάντηση, απόρριψη ή τερματισμός κλήσης, ενώ οι χρήστες περπατούσαν ή ανέβαιναν σκάλες.
Δείτε την πλήρη δημοσίευση στην Journal of Neural Engineering
Νέες προοπτικές για άτομα με αναπηρία και όχι μόνο
Η καινοτομία αυτή δεν περιορίζεται σε εργαστηριακές εφαρμογές. Όπως σημειώνει ο επικεφαλής της ομάδας, W. Hong Yeo, οι χρήστες μπορούν να γράφουν κείμενα, να επικοινωνούν ή να χειρίζονται συσκευές χρησιμοποιώντας μόνο τις σκέψεις τους. Αυτό ανοίγει νέους ορίζοντες για άτομα με κινητικές δυσκολίες, αλλά και για το ευρύτερο κοινό που επιδιώκει hands-free αλληλεπίδραση με την τεχνολογία.
“Ο συνδυασμός BCI και AR φέρνει επανάσταση στην επικοινωνία και προαναγγέλλει το μέλλον της ψηφιακής αλληλεπίδρασης.” – W. Hong Yeo
Γιατί είναι σημαντικό;
Η τεχνολογία αυτή δείχνει πώς τα Brain–Computer Interfaces μεταβαίνουν από το εργαστήριο στην καθημερινή ζωή, επιτρέποντας απαράμιλλη φορητότητα, ευκολία και αξιοπιστία. Ενσωματωμένα σε φορητές συσκευές, γυαλιά AR ή εξωσκελετούς, οι μικροαισθητήρες αυτοί αποτελούν καθοριστικό βήμα προς το μέλλον της “σκεπτόμενης τεχνολογίας”.
Διαβάστε περισσότερα:
