BCI: l’interfaccia neurale
All’interno delle moderne case domotiche è possibile controllare l’apertura/chiusura delle porte, l’accensione o lo spegnimento di luci, tv ed altri elettrodomestici solo con la forza del pensiero? Non si tratta di fantascienza, ma della prima casa domotica che viene controllata interamente tramite gli impulsi celebrali.
Questo progetto, basato sulla tecnologia BCI (acronimo che sta per Brain Computer Interface), è stato realizzato nei laboratori della Fondazione Santa Lucia da un gruppo di ricerca guidato da Fabio Babiloni, dell'università di Roma La Sapienza e da Maria Grazia Marciani, dell'università di Roma Tor Vergata.
Si tratta, in sostanza, di un caschetto elettroencefalografico che se connesso alla casa, riesce ad identificare le funzionalità che l’utente coinvolto intende azionare. Ad una prima analisi sembrerebbe che la casa legga davvero nel pensiero; in realtà, i ricercatori tengono a spiegare che il caschetto non legge nel pensiero, ma riesce a capire se stiamo guardando o meno un punto su di una particolare interfaccia specifica. Si tratta di tecnologie ultra sofisticate, in grado di tradurre gli impulsi elettrici generati dal cervello in una serie di messaggi che diventano ordini per azionare una porta, accendere la luce nella stanza, mettere in moto un robot o una carrozzina e via dicendo.
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“Una cuffia munita di elettrodi permette di captare l'onda P300 emessa dal cervello quando un oggetto cattura la nostra attenzione. Un computer collegato alla cuffia e ai dispositivi elettrici della casa legge l'impulso e invia il comando per azionare un dispositivo o, anche, per far muovere un piccolo robot” spiega Babiloni.
Chiarito ciò risulta più semplice capire il funzionamento di questa tecnologia: il sistema riconosce il punto di osservazione sullo schermo, verifica se in quel punto è presente un’icona del sistema domotico ed infine, ne avvia la procedura annessa che può essere di ogni genere.
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Lo scopo di tale progetto non è legato prettamente ad aggiungere un ulteriore comfort agli impianti domotici anche per la sua lentezza (impiega circa 10 secondi per riconoscere e lanciare l’attuazione), ma di generare ausili che potranno in futuro essere di aiuto a persone che, a causa di malattie neurodegenerative o traumatiche, hanno perso del tutto il controllo volontario dei propri muscoli. Il gruppo porta avanti da dieci anni studi in questo ambito, e il prossimo passo, annuncia lo stesso Babiloni autore della mano robotica che si muove leggendo le istruzioni inviate dal cervello, sarà quello di rendere invisibile il sistema. La cuffia verrà sostituita da piccolissimi elettrodi senza fili incollati sul cuoio capelluto, che comunicano con il computer grazie al sistema wireless. Il progetto, rileva Babiloni, ha catturato l'interesse anche dell'Agenzia Spaziale Europea per un eventuale sviluppo di un ambiente domotico di questo genere anche nello spazio.
Sicuramente non risulta così semplice cercare di far riconoscere a sistemi automatici modificazioni dei dati da elettroencefalografia (EEG) con basse percentuali di errore tali da poter guidare in sicurezza dispositivi meccanici ed elettronici. Le difficoltà principali incontrate nel riconoscimento degli impulsi ricevuti sono molteplici. La prima è la necessità di “insegnare” al soggetto come controllare specifici tratti delle sue correnti corticali; questo viene effettuato tramite strumentazioni che analizzano in tempo reale gli impulsi e invii un feedback al soggetto istantaneamente. La seconda difficoltà risiede nel fatto che l’EEG corticale non è direttamente accessibile dagli elettrodi, a meno di utilizzare manovre invasive (che nella maggior parte dei casi non sono né etiche né sicure), quali quelle di impiantare degli elettrodi nella pelle.
Per quanto riguarda nello specifico gli impianti domotici sono stati progettati importanti innovazioni oltre le classiche tecnologie BCI. Tra questi vi sono i concetti di “semantic repository” e “context awareness”, ovvero metodologie capaci di ricostruire lo stato della casa, la posizione dell’utente, le azioni svolte dall’utente per anticiparlo nelle sue necessità attraverso una orchestrazione della sensoristica disponibile. Non meno importante è inoltre il prototipo di diagnosi dei guasti in grado di scoprire la rottura di un sensore o di una lampada senza l’aggiunta di hardware dedicato a supporto.
Simone Tumiati