miércoles, 5 de junio de 2013

Helicóptero de juguete guiado con el pensamiento


Ondas cerebrales usadas para guiar un helicóptero ofrece una promesa de prótesis.

Interfaz cerebro-máquina. Créditos: Universidad de Minnesota.

Un helicóptero modelo puede ser dirigido a través de una carrera de obstáculos usando solo el pensamiento, informan investigadores en la revista Journal of Neural Engineering. El piloto de la aeronave opera de forma remota usando un gorro con electrodos para detectar ondas cerebrales que se traducen a su vez en comandos.

En última instancia, los desarrolladores del helicóptero manejado con control mental esperan adaptar su tecnología para dirigir extremidades robóticas artificiales y otros dispositivos médicos. Para mejorar prótesis neuronales hoy en día se requieren electrodos que se implanten en el cuerpo y por lo tanto están reservadas para tetrapléjicos y otras personas con discapacidades suficientemente graves que justifican la cirugía invasiva.

"Queremos desarrollar algo no invasivo que pueda beneficiar a un amplio grupo de personas, no sólo a un número limitado de pacientes", explicó Bin He, ingeniero biomédico de la Universidad de Minnesota en Minneapolis, cuyos resultados provienen de un trabajo anterior con un helicóptero virtual controlado por el pensamiento.

Pero no es el primer vehículo que vuela usando el cerebro. En 2010 un equipo de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign informó de un avión no tripulado que volaba a una altitud fija, pero ajustaba su rumbo hacia la izquierda o hacia la derecha en respuesta a los pensamientos de un usuario [PDF].

Control de la mente. Investigadores han desarrollado un método no invasivo para controlar un helicóptero de juguete usando ondas cerebrales. Créditos: Universidad de Minnesota

El nuevo helicóptero va un paso más allá. Puede ser guiado arriba y abajo, así como hacia la izquierda o la derecha, y ofrece un control más preciso. Para moverse en una dirección determinada, el usuario lo imagina apretando sus manos -la izquierda para ir a en esa dirección, por ejemplo, o las dos para subir-. Esa imagen mental altera la actividad cerebral en la corteza motora. Los cambios en la fuerza y ​​la frecuencia de las señales son registradas por electrodos colocados en el cuero cabelludo usando electroencefalografía (EEG) y son descifrados por un programa de computadora, revelando la intención del piloto.

Usando la Fuerza


El ajuste de la interfaz cerebro-máquina requiere largas horas de entrenamiento. Los aspirantes a pilotos primero aprendieron a mover un cursor en una pantalla de ordenador en una dimensión, a continuación, en dos. Algunos no podían lograrlo, incapaces de proporcionar una señal lo suficientemente clara para que el equipo la detectara. El desarrollador sospecha de una falta de conciencia de la mente-cuerpo puede ser el culpable de la deserción y su trabajo previo mostró que las personas que meditan o practican yoga con mayor facilidad aprenden a manipular de forma mental cursores.

En este caso, cinco sujetos que lograron el entrenamiento trasladaron el helicóptero mientras observaban mediante video en vivo con una cámara a bordo. A medida que el vehículo se deslizaba lentamente hacia delante, pudieron dirigirlo a través de una serie de grandes anillos de espuma,  alrededor de un cuarto, como alguien con un controlador de teclado podía haber logrado siguiendo el mismo camino.

"Esta es una de las manifestaciones más provocativas del uso de EEG para el control de un objeto", reiteró el neurocientífico Todd Coleman, de la Universidad de California, San Diego.

El equipo de la Universidad de Minnesota tiene un proyecto de un brazo robótico controlado por EEG que puede moverse en dos dimensiones. Sin embargo, investigadores tendrán que encontrar la manera de extraer más información de las señales de EEG para competir con prótesis controladas por electrodos implantados.

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