Una investigación pionera en Latinoamérica que proyecta la implementación de una interfaz cerebro-computador en la navegación de un automóvil totalmente robotizado, es el principal objetivo de una colaboración entre la Universidad Técnica Federico Santa María y la Universidade Federal do Espírito Santo (Brasil).
Se trata de la generación e implementación de una interfaz híbrida, que combina los elementos de navegación autónoma de un vehículo, junto a elementos biológicos como las señales electroencefalográficas, logrando así avanzar en la integración tecnológica, vinculada a la movilidad, de personas con tetraplejia, paraplejia y discapacidades motoras en general. Esto a través de una BCI (Brain-Computer Interface).
La investigación está a cargo de Dres. Alberto de Souza y Teodiano Bastos Filho (Brasil) quienes, desde la Universidade Federal do Espírito Santo, encabezan las áreas de Informática y Bio Ingeniería, respectivamente. En tanto, el trabajo de la Universidad Santa María en esta investigación está a cargo del Dr. Fernando Auat Cheein, académico del Departamento de Electrónica, quien encabeza el área de robótica.
¿Cómo funciona esta interfaz? El Dr. Auat Cheein explica que “si te imaginas que estás moviendo tu brazo derecho eso se refleja en una parte del cerebro, que es la corteza motora, y si realizas el movimiento se va a reflejar en tu señal electroencefalográfica. Todo eso se conoce como potenciales, que obedecen a diferentes tipos de estímulos. Lo que estamos implementando es una interfaz cerebro-computador basada justamente en estímulos visuales”.
Estos estímulos no deben perjudicar la visión de la persona que va conduciendo, por lo que “necesitamos un vehículo autónomo, que pueda reaccionar ante un peatón que se cruce por delante y que detecte las condiciones del entorno, como su ubicación y estado del tráfico, ya que como está pensado para ser utilizado por personas con necesidades especiales, es posible que no puedan reaccionar ante algún cambio repentino en la ruta”, agrega el académico.
La prueba de fuego para este auto robotizado será realizar un trayecto uniendo las ciudades de Vitória y Guaraparí, en el estado de Espírito Santo (Brasil). Se trata de un viaje de 50 kilómetros que deberá completar este móvil que en su fabricación es como cualquier otro vehículo pero que cumple con ciertas características como ser automático, híbrido y adaptado posteriormente para incorporarle la interfaz cerebro-computador.
Investigación que cruza fronteras
Los respectivos equipos de investigadores han trabajado conjuntamente para unir sus experiencias en las áreas que aborda el proyecto, por lo que expertos de Brasil han visitado la USM, así como el grupo de este plantel ha viajado a la Universidade Federal do Espírito Santo, instancias que han marcado los avances en la investigación.
“En nuestro viaje avanzamos en ciertas mejoras al algoritmo de Simultaneous Localization and Mapping, un algoritmo de inteligencia artificial y estimación recursiva, que lo que hace es localizar y construir un mapa que rodea el robot, al mismo tiempo. Mientras que en el área de Bioingeniería definimos las características de implementación de la interfaz cerebro-computador para controlar el automóvil, para que pueda ser adecuada al comando de éste”, explica el Dr. Fernando Auat Cheein.
El objetivo primordial es que el automóvil ande solo, sin intervención del ser humano: “eso ya está hecho, ahora debemos integrar la BCI, con el propósito de que se pueda direccionar el auto”. En tanto, ya se han concretado dos visitas de parte del equipo de investigación de Brasil. El Profesor de la Universidad de Espíritu Santo, Edilson de Aguiar, y el estudiante de doctorado de dicha Universidad, Lucas Veronese, se reunieron con el Dr. Auat Cheein en la USM para procesar datos, avanzar en los aspectos del proyecto que suponen unir el área informática y robótica de terreno, además de proyectar nuevas líneas de investigación en la materia.
Además, la Dra. Sandra Torres, investigadora de la Universidade Federal do Espírito Santo, experta en el área de procesamiento de señales cerebrales, también visitó la USM para trabajar con el Dr. Auat Cheein en los alcances de la conexión de la BCI (Brain Computer-Interface) con el automóvil.
“El objetivo de mi trabajo es que la utilización de esta interfaz sea más natural para el usuario y que sea visto como algo sumamente práctico. Hay una gran discusión en el área de las interfaces cerebro-computador de cómo dar ese impulso a que sean dispositivos prácticos en la vida cotidiana. En ese sentido yo no lo pienso solo para personas con discapacidad sino también para ser utilizado desde el mundo del entretenimiento”, opina la Dra. Sandra Torres.
La seguridad y validación
El Dr. Auat Cheein enfatiza que están conscientes de que no existe en la actualidad una reglamentación para un automóvil de estas características, pero “no olvidemos que este es un proyecto de investigación, no es un producto que se está desarrollando para un nivel comercial”. El proyecto supone una serie de desafíos también en ese ámbito pues, “de causar un accidente, ¿de quién sería la responsabilidad?”, plantea el académico.
Una vez que lo técnico es abordado es preciso validar el trabajo. En este caso, los expertos advierten que es un gran desafío (y que debiera concretarse en el corto plazo) poner a una persona dentro del automóvil y que recorra un trayecto definido. “Ya hicimos pruebas preliminares con personas tetrapléjicas y parapléjicas, para poder medir la relación entre confort y seguridad con el uso de la interfaz. Son aspectos cualitativos pero indispensables para la investigación”, indica la Dra. Sandra Torres.
“Es preciso evaluar qué tan bien esa persona congenió con el hardware y recibir un feedback de su parte: si les gustó, si se sintieron en confianza, eso es muy importante. No queremos que una persona controle el automóvil, sino que queremos que se complementen”, finaliza el Dr. Auat Cheein.
Dra. Sandra Torres y Dr. Auat Cheein
Lucas Veronese, Edilson de Aguiar y Auat Cheein
