Brasileiros criam protocolo para interpretar pensamentos

Jeferson Barbieri - Jornal da Unicamp - 03/12/2010

Os cientistas da Unicamp desenvolveram um protocolo que facilita a interpretação dos sinais cerebrais lidos pelas interfaces cérebro-máquina, facilitando o controle de vários tipos de equipamentos.
[Imagem: Unicamp]

Protocolo cerebral

O que era considerado ficção científica há pouco tempo, hoje é realidade: na verdade, muita ficção científica começa a ser deixada para trás.

As interfaces cérebro-máquina são exemplo desse avanço. Mas a comunicação com cada uma dessas interfaces é um processo trabalhoso e demorado.

Agora, o professor Paulo Victor de Oliveira Miguel, do Colégio Técnico da Unicamp (Cotuca), desenvolveu um protocolo de comunicação, denominado "Ecolig", que vai permitir que praticamente qualquer aparelho eletroeletrônico seja controlado com o pensamento.

Este avanço, na opinião de Miguel, significará a inclusão de pessoas com dificuldades de acessibilidade de naturezas variadas.

A pesquisa teve como objetivo a criação de um tipo de comunicação diferente do que foi desenvolvido até o momento, principalmente quando se altera a característica servo-mecânica, ou seja, o aparelho a ser controlado.

Adeus aos teclados

A interação que existe entre a pessoa e o computador ou um aparelho celular passa, atualmente, pelo mouse e pelo teclado, por meio da digitação, seja através das teclas ou pela tecnologia de toque.

"Esse é só um exemplo de como temos uma dificuldade enorme hoje para continuar interagindo com dispositivos eletroeletrônicos", diz Miguel.

O foco principal e básico foi melhorar essa interação - eliminando o mouse e o teclado e passando o controle para as ondas cerebrais.

Um benefício imediato será o combate às lesões por esforço repetitivo, uma vez que os membros do corpo não serão mais utilizados como extensões servo-mecânicas para o controle ou a transmissão de informações para celulares, computadores e outros equipamentos.

Cientistas de Cingapura desenvolveram recentemente uma Interface cérebro-computador que traduz as sondas cerebrais em quatro minutos.
[Imagem: Shijian Lu]

Interface com nanodispositivos

Outro benefício imediato será o avanço significativo na interação dos dispositivos do tipo nano e microeletrônicos, que exigem uma interface mais adequada à sua miniaturização.

De acordo com Miguel, juntamente com o avanço da tecnologia, esta será uma mudança muito evidente nos próximos anos. "O investimento em micro e nanotecnologia revela claramente que não há como conectar teclado e mouse em algo que não se vê", afirmou o pesquisador.

Os nanorrobôs e outros dispositivos pequenos precisarão de um sistema de comunicação diferente, tanto do ponto de vista conceitual e técnico quanto de topologias de rede e estrutura de comunicação com vários desses dispositivos.

Na opinião de Miguel, essa é uma migração para uma área que está muito próxima da biologia, na qual cria-se um sistema de comunicação com colônias, sejam elas do tipo animal, biológico, celular ou bacteriana.

Uma interface neural portátil, criada nos EUA, está ajudando no avanço das máquinas acionadas pelo pensamento.
[Imagem: Bradberry et al./The Journal of Neuroscience]

Protocolo para ondas cerebrais

No que se refere às tecnologias "próximas aos olhos", prosseguiu o pesquisador, o protocolo permitirá que computadores e celulares, por exemplo, sejam utilizados em óculos especiais, com menor complexidade de fabricação, menor consumo de energia e com menos lixo eletrônico a ser tratado quando forem substituídos.

O mesmo se aplica aos dispositivos relacionados com a visão ampliada, onde as seleções de controles e informações podem acontecer mais rapidamente e com novos recursos.

O conceito principal envolvido em todo esse processo das interfaces cérebro-computador, ou cérebro-máquina, é muito parecido com a tecnologia desenvolvida para o eletroencefalograma.

Os sinais cerebrais são utilizados da mesma forma, só que nessa pesquisa foi desenvolvido um protocolo.

A partir de um aparente ruído, cujo sinal tem para o médico uma interpretação analógica - ele analisa o comportamento, verifica anormalidades e sinaliza o tipo de procedimento a ser adotado - foi realizado um procedimento um pouco diferente. Foi criada uma linguagem em cima dele.

"Isso é exatamente como se a pessoa estivesse usando uma coisa que ela sempre teve, que é a atividade cerebral, captada a partir de um simples contato com alguns sensores sobre o cabelo, para posteriormente entender um código. Constantemente estamos produzindo esses sinais que não estão sendo usados. O objetivo é fazer com que a pessoa possa controlar esse sinal de uma forma que ele emita uma certa linguagem", observou o cientista da computação.

Protocolo semiótico

Um implante cerebral que aprende e evolui junto com o cérebro é outra das grandes inovações da área.
[Imagem: Arturo Sinclair/UF]

Segundo Gilmar Barreto, orientador do trabalho, um grupo de pessoas que pode se beneficiar desta tecnologia é o de tetraplégicos.

A aplicação desse protocolo de comunicação é ilimitada e ultrapassa a ficção científica, garantiu o docente. "A maneira das pessoas entenderem mais facilmente como ele funciona é observando o aparelho que realiza o exame de eletroencefalograma. Hoje já existem interfaces como a utilizada pelo Paulo Victor, que são sem fio e sem utilização de gel condutor. Mas esse não é o final da história. Ainda vai evoluir muito. As pessoas poderão interagir com a televisão, acender e apagar as luzes, ligar e desligar aparelhos só com o pensamento. Os sinais são codificados numa linguagem e quem controla isso é a pessoa", assegurou.

O fato é que estes sinais, quando associados a atividades ou estímulos mais complexos como interpretações de imagens, comandos motores e sensações, por exemplo, possuem comportamentos que podem ser classificados e interpretados por um equipamento eletrônico. Esta classificação é relacionada com um conjunto de assinaturas elétricas, gerando um código que é utilizado para a elaboração de um protocolo semiótico.

O conceito de protocolo está normalmente associado a padrões que são utilizados em processos de comunicação. Neste caso, no entanto, este conceito vai além da comunicação, acrescentou Miguel. A proposta de um protocolo semiótico está associada a um conjunto de símbolos que são interpretados como signos semióticos por sistemas inteligentes, podendo significar assim comandos mais complexos ou até meta-interpretações que podem evoluir ao serem processadas por outros sistemas inteligentes. Também podem ser considerados processos de aprendizagem que ocorrem em redes neurais biológicas ou artificiais.

Este mesmo protocolo, suportado por sinais elétricos sensoriais, captados diretamente do sistema nervoso central, permite a criação de interfaces eletroeletrônicas mais simples e até mesmo sistemas de aprendizagem mais eficientes. Portanto, será possível reduzir as etapas associadas à transferência de uma informação como parte da troca ou transmissão de um conhecimento específico.

Novas formas de comunicação

A Máquina de Indução de Sensações é uma tentativa de unir os mundos real e virtual.
[Imagem: Presenccia]

Miguel lembrou que uma linguagem universal suportada por signos sensoriais já era utilizada nos primórdios da humanidade, quando figuras com significados ficaram retratadas nas cavernas pelos povos primitivos, que não tinham a linguagem falada ou escrita para se comunicar.

"Podemos ir muito mais além da linguagem, uma vez que o tato, o cheiro, o som e até a imaginação podem gerar signos semióticos em nossa mente, com suas respectivas 'assinaturas' elétricas," sugeriu.

Em termos práticos, isso significa que bastará pensar em falar com alguém e o sistema fará a conexão, sem a necessidade de associar as pessoas a números telefônicos. Ou ainda, quando for necessário utilizar o editor de textos, seguramente não serão necessários o mouse ou o teclado. Bastará pensar no arquivo e o computador irá buscá-lo e abri-lo em sua tela.

Para Miguel, esse trabalho, que também está nos principais centros de pesquisas do mundo, ainda tem um longo caminho pela frente. Contudo, é uma inovação importante, que tende a mudar o conceito de relação homem-máquina nos próximos anos.

Essa interação, por exemplo com a área de Educação, será fundamental porque a principal ferramenta de transferência de informação na atualidade é o texto. "Escrevemos livros para permitir que outras pessoas tenham acesso às informações sobre os avanços tecnológicos desenvolvidos", exemplificou.

Neste momento, o pesquisador está finalizando a elaboração de um projeto que será apresentado à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), em parceria com docentes da Universidade de São Paulo (USP), da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Unesp), do L'Institut de Recherche en Communications et Cybernétique (IRCCy) na França e uma empresa na área de telefonia celular, dentre outras renomadas empresas dos setores eletroeletrônico e biomédico.

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