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Articoli di approfondimento - Un'interfaccia avanzata cervello-computer per garantire ai disabili un'autonomia senza precedenti

Nel film "Il mondo dei replicanti", uscito nel 2009, gli umani vivono per interposta persona mediante dei robot rimanendo comodamente in casa. Sebbene questo futuro da fantascienza sia ancora molto lontano, progressi recenti in ambito tecnologico, supportati dai finanziamenti dell'UE, stanno trasformando questa tecnologia in qualcosa di molto simile alla realtà, allo scopo di garantire ai disabili livelli di autonomia e di indipendenza mai raggiunti in passato.

Economia digitale

Milioni di europei, tra cui persone vittime di incidenti stradali costrette alla sedia a rotelle e persone affette da paralisi totale del corpo o dalla sindrome locked-in, presentano alcune forme di disabilità motoria che limitano la loro capacità di muoversi, di interagire o di comunicare con gli altri. Negli ultimi anni, è stata sviluppata un'ampia gamma di tecnologie tese ad aiutare le persone affette da tali disabilità a condurre una vita più indipendente e autonoma. Attualmente, tali tecnologie vengono perfezionate e combinate all'interno di un sistema ibrido innovativo che consentirà agli utenti di azionare un robot con il solo pensiero, di interagire in ambienti virtuali, di regolare l'illuminazione, il riscaldamento e altri dispositivi a distanza nella propria abitazione e di comunicare in modo più semplice con gli amici e la famiglia. "Il nostro obiettivo consiste nel garantire alle persone affette da disabilità motorie il massimo dell'autonomia garantita attualmente dalla tecnologia e, successivamente, nel migliorare sensibilmente la qualità della vita", afferma Felip Miralles del centro tecnologico Barcelona Digital, un centro di ricerca spagnolo sulle tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Attualmente, Miralles coordina il progetto BrainAble *, un'iniziativa triennale per la quale la Commissione europea ha stanziato 2,3 milioni di euro di finanziamenti allo scopo di sviluppare e di integrare una gamma di tecnologie, di servizi e di applicazioni di varia natura all'interno di un sistema commerciale per persone con disabilità motorie. Il team BrainAble lavora su sistemi avanzati di interfaccia cervello-computer (BCI), di intelligenza ambientale (Aml), di realtà virtuale (VR) e di altre tecnologie che offrono ciascuna importanti vantaggi alle persone con disabilità e che, se utilizzate in modo combinato, garantiscono un'autonomia senza precedenti. Mediante una combinazione tra il sistema BCI e altre tecnologie di assistenza, i ricercatori hanno sviluppato un'applicazione che consente agli utenti di comandare a distanza un robot con funzioni di telepresenza. Sarà così possibile, rimanendo comodamente a letto, manovrare il robot in casa, compiere varie azioni e persino comunicare con gli altri. Una simile tecnologia consente altresì agli utenti di far funzionare un avatar in un ambiente di realtà virtuale per addestrarlo a comandare una sedia a rotelle o un robot in un ambiente reale oppure per gestire le interazioni sociali. Nel mese di dicembre, riferendosi in modo specifico al progetto BrainAble, il vicepresidente della Commissione europea Neelie Kroes ha affermato: "Riuscite a immaginare i progressi che potrebbero essere apportati [da tale tecnologia]? Siamo di fronte a una nuova opportunità per queste persone di riacquisire l'indipendenza, di esprimere se stessi e, ancora una volta, di essere in grado di compiere attività che la maggior parte di noi dà per scontate". Ad esempio, nel caso di soggetti affetti da gravi forme di paralisi e dalla sindrome locked-in, la tecnologia BCI rappresenta spesso l'unico mezzo di comunicazione e di interazione. I sistemi BCI utilizzano impianti o cuffie con microfoni dotati di sensori in grado di misurare le onde elettromagnetiche generate dal cervello. Gli utenti imparano a generare segnali elettroencefalografici (EEG) che il sistema è in grado di tradurre in azioni. Grazie a un sistema BCI, i soggetti che diversamente sarebbero solo in grado di muovere gli occhi, potrebbero digitare un messaggio per comunicare, accendere una luce, richiedere assistenza, comandare una sedia a rotelle o un robot a distanza nel mondo reale o un avatar in un ambiente VR. Oltre il sistema BCI Nonostante i notevoli progressi compiuti negli ultimi anni nel campo dei sistemi BCI, tali tecnologie sono tuttora caratterizzate da una certa lentezza, in quanto l'esecuzione di una sola azione potrebbe durare vari secondi. I ricercatori del progetto BrainAble stanno tentando di superare tale inconveniente mediante l'integrazione dell'intelligenza nella loro piattaforma, in modo da permettere al sistema di comprendere il contesto e le abitudini dell'utente e di reagire in modo proattivo. "Se qualcuno accende normalmente la TV alle 19:00, tale gesto potrà essere compiuto in modo semplificato sull'interfaccia per far sì che, a quell'ora, gli utenti del sistema possano accedervi più agevolmente. Lo strumento è in grado di apprendere le abitudini degli utenti e tenta di comprenderne il contesto di utilizzo", spiega Miralles. "Inoltre, stiamo integrando un'intelligenza ambientale che ci consente di monitorare in modo passivo i segnali EEG allo scopo di stabilire il livello di stanchezza o di allerta di un soggetto. Se la persona è stanca, l'interfaccia può essere automaticamente semplificata in modo da renderne più agevole l'utilizzo". In caso di soggetti con abilità motorie, il sistema BCI può essere utilizzato in modo combinato con altre tecnologie di assistenza mediante un'interfaccia basata su elaboratore, tra cui l'analisi dei movimenti oculari o gli interruttori EMG in grado di rispondere ai segnali elettrici generati persino dai movimenti muscolari più impercettibili. "Ad esempio, una persona costretta alla sedia a rotelle potrebbe utilizzare il sistema BCI per gestire il movimento della sedia e utilizzare un interruttore per aprire una porta", spiega il coordinatore del progetto. "Questo sistema ibrido offre un'esperienza utente di gran lunga avanzata. L'obiettivo consiste nel disporre di un sistema adattabile e completamente personalizzabile in base alle esigenze di ciascun utente. Alcune tecnologie sono più utili ai soggetti con tipologie specifiche di disabilità rispetto ad altri. Inoltre, se le condizioni di vita di una persona cambiano, cambiano anche le sue necessità". La piattaforma BrainAble prevede anche software personalizzati in grado di semplificare l'accesso alle più note piattaforme di social network tra cui Twitter e Facebook che stanno diventando strumenti sempre più importanti nel fornire assistenza alle persone disabili nel superamento dell'isolamento sociale. "Le interfacce ordinarie di Twitter o di Facebook sono troppo complicate da utilizzare in combinazione con le tecnologie di assistenza, come il sistema BCI. Abbiamo pertanto creato uno strato tra la tecnologia di assistenza e l'interfaccia dei social network al fine di facilitare l'uso delle principali funzionalità", afferma Miralles. Attualmente, il team BrainAble si occupa della combinazione della totalità delle tecnologie e dei servizi in una casa intelligente prototipica che illustrerà l'intero potenziale del lavoro svolto. L'aspetto fondamentale consiste nel fatto che tali sistemi aderiscono in modo sempre più rigoroso agli standard della casa intelligente in modo che l'integrazione di un nuovo dispositivo o servizio (un telecomando per il riscaldamento o un'applicazione per social network) risulti un gioco da ragazzi. Il dimostratore della casa intelligente fungerà a sua volta da promotore commerciale dei risultati dell'iniziativa BrainAble. "L'interesse in questo campo di ricerca è forte e prevedo che, tra cinque o al massimo sette anni, verranno lanciati sul mercato prodotti competitivi e di spicco", afferma Miralles. Il partner di progetto austriaco Guger Technologies si sta occupando della progettazione dell'integrazione dei risultati di ricerca nei prodotti BCI, compresa l'aggiunta di funzionalità Aml per la creazione di sistemi molto più integrati. Al contempo, Meticube, una software house portoghese, insieme a un altro partner di Brainable, si sta occupando dell'integrazione delle funzionalità dei sistemi BCI e Aml al fine di migliorare l'integrazione con i dispositivi e i servizi nelle case intelligenti, non solo per i soggetti con disabilità, ma anche per gli anziani e per altri gruppi. "Per questi tipi di tecnologie, vi è un enorme mercato che ci attende e ciò non riguarda solo le persone affette da gravi disabilità motorie. In particolare, gli anziani potranno trarre vantaggio da questa ricerca che potrà essere utilizzata persino dai giocatori una volta raggiunti livelli di rapidità e affidabilità sufficienti nell'ambito dei sistemi BCI", spiega il coordinatore dell'iniziativa BrainAble. Il progetto BrainAble ha ricevuto finanziamenti di ricerca in forza del Settimo programma quadro dell'Unione europea (7° PQ). L'iniziativa è anche stata selezionata tra gli espositori della recente Innovation Convention 2011 tenutasi a Bruxelles. Il follow-up del progetto è gestito da una nuova iniziativa finanziata dall'UE chiamata BackHome e coordinata anche da Barcelona Digital. Il progetto BackHome sarà incentrato sull'utilizzo della tecnologia BCI in vista non solo dell'autonomia ma anche della riabilitazione e del monitoraggio a distanza delle persone affette da disturbi neurologici. * "Autonomy and social inclusion through mixed-reality brain-computer interfaces: connecting the disabled to their physical and social world" Link utili: - Sito web del progetto BrainAble - "Autonomy and social inclusion through mixed reality Brain-Computer Interfaces: Connecting the disabled to their physical and social world" - Scheda informativa del progetto BrainAble su CORDIS - Il progetto BrainAble alla Innovation Convention 2011 Articoli correlati: - Blog del commissario europeo per l'Agenda digitale, Neelie Kroes: ICT and disability: achieving a better world for all - Braccio robotico, frutto di un progetto comunitario, esposto a una fiera del settore medico