Controllare i droni con la mente

Il cervello umano ha potenzialità infinite, un ricercatore americano del Human-Oriented Robotics and Control Lab dell’Università dell’Arizona, ha messo a punto alcuni studi riguardanti la possibilità di controllare dei droni con il cervello umano. Il sistema è costituito da 128 elettrodi che elaborano l’attività celebrale e inviano i segnali ad un sistema di acquisizione e gestione dati che comunica con il drone affinché possa muoversi in accordo con il pensiero umano. Il progetto biennale è stato finanziato dalla Defense Advanced Research Projects Agency del Dipartimento statunitense della Difesa e dell'Aeronautica Militare.

Lo studio

Le modalità di controllo telepatico è un argomento da sempre di notevole interesse per la comunità scientifica (e fantascientifica). Negli ultimi anni ci sono stati molti esperimenti e studi che hanno perfezionato la tecnologia. Alcuni ricercatori dell’università di Washington sono stati in grado di inviare segnali celebrali di una persona attraverso Internet, per poi gestirli al fine di controllare a distanza dei robot situati da un’altra parte del mondo. L’obiettivo dei ricercatori dell’Human-Oriented Robotics and Control Lab è quello di decodificare l'attività di controllo dei droni per mezzo di variabili celebrali (Figura 1). Ogni parte del cervello risponde al pensiero in maniera controllata, se l'utente sta pensando di diminuire la coesione tra i loro droni per esempio, la decodifica dei segnali celebrali permetterà di analizzare questo evento. Una apposita interfaccia software/hardware avrà l'obiettivo di trasmettere via wireless il pensiero decodificato ai droni.  Per farli muovere, il controllore guarda su un monitor, pensa e raffigura i droni che svolgono vari compiti.

Gli elettrodi all'interno della calotta cranica consentono di rilevare l’intenzione del movimento e trasmettere i dati celebrali ad un sistema di controllo.

La concentrazione è fondamentale, la fatica e lo stress possono anche svolgere dei compiti in termini di disturbo nel controllo dei droni (Video 1).

 

Figura 1: Calotta cranica con gli elettrodi e il monitor per il controllo del drone

Figura 1: Calotta cranica con gli elettrodi per il controllo del drone

 

Video 1: Il progetto sviluppato per il controllo dei droni con la mente

Ogni soggetto controllore necessita di una calibrazione dei propri dati celebrali, poichè i segnali cambiano di giorno in giorno. In primo luogo, si sono studiati gli schemi cerebrali registrando i vari pensieri relativi ai movimenti dei droni, definendo così un algoritmo di decodifica.  Il passo successivo di questa ricerca dell’Università dell’Arizona sarà il controllo di sciami di droni per l'esecuzione di operazioni complesse, come ad esempio le missioni di ricerca e salvataggio.

Il controllo dei robot e droni

L’interfaccia cervello-macchina utilizza sensori per elettroencefalografia (EEG) e di spettroscopia nel vicino infrarosso al posto di elettrodi impiantati chirurgicamente. Questo rappresenta una soluzione decisamente molto meno invasiva dei primi prototipi. In generale, le interfacce cervello-computer (BCI) sono di due tipi: tecniche non invasive che utilizzano elettrodi posti sul cuoio capelluto per misurare l'attività elettrica; e tecniche invasive con elettrodi impiantati direttamente nel cervello. In entrambi i casi, i dispositivi interagiscono con un computer per produrre una vasta gamma di applicazioni futuristiche.  I droni trovano il loro impiego e successo in molti campi dell’industria, creazione video e servizio consegna. Con questo nuovo studio, i droni sono stati controllati non tramite dispositivi di controllo a distanza convenzionali come joystick e pulsanti, ma con interfacce cervello-computer.

La fusione delle due invenzioni più innovative e futuristiche, droni e tecnologia BCI (Brain Computer Interface), rendono il drone ancora più appetibile sul mercato.

Molte aziende stanno lavorando anche su sensori sempre più avanzati per rendere la tecnologia BCI accessibile e disponibile per i consumatori, ovvero fornire la possibilità agli sviluppatori di progettare nuove soluzioni contribuendo ad espandere i suoi usi.  Un po’ di tempo fa, Emotiv ha rilasciato la propria cuffia EEG (figura 2). Utilizzando una serie di 14 diversi sensori e due giroscopi, è possibile acquisire quattro diversi stati mentali, 13 pensieri coscienti, una gamma di diverse espressioni facciali e movimenti della testa in qualsiasi direzione.

Figura 2: Cuffia EEG

Figura 2: Cuffia EEG

Una società tedesca, BrainDriver, ha creato un programma che utilizza SDK di Emotiv per permettere ad un conducente di pilotare una macchina senza toccare il volante o pedali. Il sensore EEG è programmato per acquisire tutta una serie di pensieri quali "girare a sinistra" o "girare a destra", e un sistema hardware wireless invia i segnali ad un controllo automatizzato per eseguire i comandi.

Considerazioni

Questa tecnologia può sembrare roba da fantascienza, ma in realtà già da decenni è in corso d’opera lo sviluppo tecnico. La tecnologia elettroencefalografia (EEG) può essere fatta risalire al 1920, ma solo da poco tempo abbiamo trovato un modo per utilizzare i neurofeedback per controllare i dispositivi elettronici. Al giorno d'oggi, siamo in grado di utilizzare le interfacce cervello-computer (BCI) per controllare (quasi) tutto, dalla protesi, ai bracci robotici, automobili, e anche le cose semplici come il cursore del computer.  Per le persone affette da disabilità motoria, la tecnologia potrebbe offrire una reale indipendenza. La robotica controllata per mezzo del pensiero potrebbe offrire un nuovo tipo di libertà. I ricercatori stanno già utilizzando le interfacce cervello-computer per aiutare i disabili, il trattamento di malattie come il Parkinson e l'Alzheimer, e fornire la terapia per la depressione e disturbo post-traumatico da stress. In futuro, Unmanned Aerial Vehicles (UAV) o più semplicemente droni, potranno essere coordinati da input direttamente inviati dal cervello umano. Una tecnologia di sensori e sistemi di controllo wireless per avere nella propria mente il proprio drone, un po’ come nel film Avatar.  Oggigiorno il controllo della mente ha assunto un ruolo abbastanza interessante, dalla possibilità di impiantare false esperienze, alla possibilità di controllare robot a distanza. Pro e contro si sovrappongono dalle possibili applicazioni nel campo medico e ai vari impieghi in quello militare.

 

 

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Una risposta

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 19 settembre 2016

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