Open BCI: Rise of the Brain-Computer Interface - 💡 Fix My Ideas

Open BCI: Rise of the Brain-Computer Interface

Open BCI: Rise of the Brain-Computer Interface


Autor: Ethan Holmes, 2019

Conor usa un prototipo temprano de los auriculares EEG imprimibles en 3D con OpenBCI.

Este artículo apareció por primera vez en Hacer: Volumen 41.

Durante la exhibición Digital Revolution de este verano en el Barbican Museum de Londres, un pequeño juego con influencia de ondas cerebrales se ubicó entre la Casa de Gaga de Lady Gaga y el stand de DevArt de Google. Fue la instalación Brainwriter de Not Impossible Labs, que combinó el seguimiento ocular de Tobii y un dispositivo de electroencefalografía OpenBCI (EEG) para permitir a los jugadores disparar rayos láser a robots virtuales con solo movimientos oculares y cerebrales. "Whoa, este es el futuro", exclamó un participante.

Pero el Brainwriter está diseñado para mucho más que solo juegos. Es un intento inicial de utilizar la tecnología Brain-Computer Interface para crear un sistema de comunicación integral para pacientes con ELA y otros trastornos neurodegenerativos, que inhiben la función motora y la capacidad de hablar.

El cerebro es una de las últimas fronteras del descubrimiento humano. Cada día es más fácil aprovechar la tecnología para expandir las capacidades de esa cosa blanda dentro de nuestras cabezas. El BCI del mundo real será vital en la ingeniería inversa y en la comprensión del cerebro humano.

Aunque BCI se encuentra en estado embrionario, con una definición que evoluciona día a día, es un sistema que permite la comunicación directa entre un cerebro y una computadora, y que inevitablemente tendrá un gran impacto en el futuro de la humanidad. Los BCI abarcan una amplia gama de tecnologías que varían en invasividad, facilidad de uso, funcionalidad, costo y practicidad del mundo real. Incluyen IRMf, implantes cocleares y EEG. Históricamente, estas tecnologías se han utilizado únicamente en medicina e investigación, pero recientemente ha habido un cambio importante: a medida que la tecnología se vuelve más pequeña, más barata y se teje en la vida cotidiana, muchos innovadores están buscando aplicaciones del mundo real fuera de la medicina. . Ya está sucediendo, y es a menudo impulsado por los fabricantes.

OpenBCI prototipos de auriculares EEG impresos en 3D.

El campo se está expandiendo a una velocidad asombrosa. Lo aprendí hace dos años y medio, y rápidamente se convirtió en una obsesión. Me encontré soñando despierto con las sorprendentes implicaciones de usar nada más que mi mente para comunicarme con una máquina. Pensé en mi abuela que padecía un trastorno neurodegenerativo y en cómo las ICC podrían permitirle hablar de nuevo. Pensé en mi mejor amigo que acababa de sufrir una lesión severa en el cuello y cómo los BCI podrían permitirle caminar de nuevo. Pensé en la vaguedad de los trastornos de la atención y en cómo los BCI podrían conducir a tratamientos complementarios o incluso complementarios, en reemplazo de los medicamentos recetados y adictivos.

Luego, fundé OpenBCI con Joel Murphy para ofrecer acceso a todos los aspectos del diseño de BCI y presentar esa información de manera organizada, colaborativa y educativa. No soy el único que ve el potencial de esta sorprendente nueva tecnología. Pero crear un BCI práctico y real es un desafío inmenso, como dice el increíblemente talentoso Murphy, quien diseñó el hardware, y dice: "Esto es realmente muy difícil". Muchos lo han intentado pero ninguno lo ha logrado por completo. Se requerirá un esfuerzo de la comunidad para lograr el potencial de la tecnología mientras se mantienen las limitaciones de diseño ético. (No es difícil comprender algunos escenarios distópicos no muy lejanos en los que se utilizan BCI por razones incorrectas).

Russomanno (izquierda) y Murphy demuestran cómo comenzar con OpenBCI.

De los muchos tipos de BCI, el EEG ha emergido recientemente como el pionero en los espacios comerciales y de bricolaje, en parte porque es mínimamente invasivo y se traduce fácilmente en señales que una computadora puede interpretar. Después de todo, las computadoras son sistemas eléctricos complejos, y EEG es el muestreo de señales eléctricas del cuero cabelludo. En pocas palabras, EEG es la mejor manera de hacer que nuestros cerebros y nuestras computadoras hablen el mismo idioma.

El EEG existe desde hace casi cien años y se usa con más frecuencia para diagnosticar la epilepsia. En los últimos años, dos compañías, NeuroSky y Emotiv, han intentado trasplantar EEG en la industria del consumidor. NeuroSky construyó el Mindwave, un sistema simplificado de sensor único y el dispositivo EEG comercial más barato del mercado, y al hacerlo, hizo el EEG accesible para todos y despertó el interés de muchos entusiastas de BCI, incluido yo. Emotiv creó el EPOC, un sistema de conteo de canales más alto que divide la brecha entre NeuroSky y el EEG de grado de investigación con respecto al costo y la calidad de la señal. Si bien estos dispositivos han abierto BCI a los innovadores, todavía hay un gran vacío a la espera de ser llenado por aquellos de nosotros que nos gusta explorar el funcionamiento interno de nuestros dispositivos.

Investigador de UCSD, Grant Vousden-Dishington, que trabaja con OpenBCI en NeuroGaming 2014.

Con OpenBCI, queríamos crear una herramienta poderosa y personalizable que permitiera a los innovadores con variados antecedentes y niveles de habilidad colaborar en los innumerables desafíos secundarios de la interfaz entre el cerebro y el cuerpo. Creamos una placa basada en la plataforma de creación de prototipos electrónicos Arduino, con un microcontrolador programable integrado y 16 entradas de sensores que pueden captar cualquier señal eléctrica emitida por el cuerpo, incluida la actividad cerebral, la actividad muscular y la frecuencia cardíaca. Y todo se puede montar en el primer auricular EEG imprimible en 3D.

En los próximos 5 a 10 años veremos un uso más generalizado de los BCI, desde teclados y ratones controlados por el pensamiento hasta sillas de ruedas y videojuegos inmersivos de nueva era que responden a señales biológicas. Algunos de estos sistemas ya existen, aunque queda mucho trabajo antes de que se conviertan en aplicaciones comunes.

La última versión de la placa OpenBCI.

Este verano está sucediendo algo realmente asombroso: los dispositivos disponibles comercialmente para interactuar con el cerebro están apareciendo en todas partes. En 2013, más de 10,000 sistemas de EEG comerciales y de bricolaje fueron reclamados a través de varios proyectos financiados por crowdfunding. La mayoría de esos dispositivos comenzaron a enviarse recientemente. Además de OpenBCI, los nuevos auriculares Insight, Emotion, Melon Headband e InteraXon Muse de Emotiv están disponibles en preorden. Como resultado, innumerables implementaciones sorprendentes, e incluso prácticas, de BCI comenzarán a materializarse en la segunda mitad de 2014 y en 2015. Pero las BCI aún son incipientes. A pesar de los grandes reclamos y el gran potencial, no están listos; Todavía necesitamos creadores, que piratearán, construirán y experimentarán, para usarlos para cambiar el mundo.



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