martes, 30 de junio de 2009

La tecnología de Toyota mueve una silla de ruedas con un interfaz cerebral

Hoy escribo esta entrada para todos aquellos que tengan curiosidad por la noticia que ha saltado a la prensa sobre la silla de ruedas de Toyota. Realmente, el revuelo ha sido considerable y varios medios y personas me han preguntado sobre mi opinión sobre la noticia (Heraldo de Aragón, TVE, radio local, prensa de la Universidad, prensa del I3A, el director del CPS, compañeros de trabajo, amigos…). Básicamente todos querían contrastar la noticia: “Toyota ha sacado una silla como la vuestra … ¿es verdad?”

He leído la noticia en un titular de yahoo y (muy propio de los científicos) rápidamente me he puesto a buscar el trabajo científico que avala el desarrollo tecnológico. La verdad es… ¡¡¡que me ha costado!!! . Además de tiempo, he tenido que pagar 29$, dado que la publicación está en un sitio al que no está suscrito la universidad :(. Todo lo que voy a contar a continuación pertenece al trabajo de Choi Kyuwan (el investigador de Toyota) titulado “Control of a wheelchair by motor imagery in real time” 2008.

Este trabajo, contado para no expertos (para los que guste el “hard-tech”, leed la sección de “desarrollo tecnológico”, al final de esta entrada) consiste en un prototipo de silla controlada por los bien conocidos ritmos mu. En pocas palabras: cuando piensas en hacer una acción motora se te desincroniza una banda de frecuencia en la corteza motora. En este trabajo utilizan tres estrategias: pensar en apretar la mano izquierda, derecha y mover los dos pies. Esta actividad cerebral se recoge con el EEG, se procesa y se detecta en cual de las tres acciones está pensando la persona. Después se le manda la información a la silla que se mueve en una de estas direcciones. En el artículo citan que la ventaja de la tecnología es que son capaces de dar un nuevo comando en 125 milisegundos.

Vayamos por partes:

Lo primero de todo debo decir que la clasificación de los ritmos en tiempo real es algo que se hace desde bastante tiempo (y más rápido que 125 milisegundos). Por ejemplo, en el video siguiente (del grupo de BCI de Berlin) hay dos personas jugando al “pong” mucho más rápido: fijaos en la velocidad a la que mueven los bloques!




De hecho, el trabajo de Berlin es en lo que se ha basado Choi Kyuwan para su interfaz cerebro-computador.

En segundo lugar, Choi Kyuwan cita textualmente que, además de reconocer los ritmos en 125 milisegundos, es capaz de proporcionar feedback visual en también 125 milisegundos. Una vez más, el grupo de Berlín tienen algo mejor, como se ve en este video:



Lo que se ve es un sistema para escribir “con la mente” y, a la izquierda de la pantalla, se ve el feedback visual. ¡Fíjaos la rapidez con la que sube la barra de la izquierda cuando el usuario se concentra!

Finalmente, sólo por centrarme en la silla, esta no está equipada de ningún sistema de navegación automatizada para compensar los “delays” (retrasos) y las imprecisiones/errores. Esto es realmente importante cuando se controlan sistemas con BCI donde la seguridad es crítica (por ejemplo, la silla lleva personas de verdad a bordo!). En este sentido, esto es algo que se viene teniendo en cuenta, por ejemplo, el profesor del Millán hizo la primera silla controlada por la mente y ya la equipó con sensores y una capa de inteligencia artificial para mejorar el movimiento y compensar los errores del sistema (ver artículo ¡os lo recomiendo!). Aquí tenéis un video de su trabajo:



Por nuestra parte, hicimos el segundo desarrollo funcional con un protocolo distinto para el interfaz cerebro computador y una tecnología de navegación inteligente para mover la silla (ver artículo). Aquí tenéis el vídeo de nuestro trabajo:



En resumidas cuentas, creo que hay que recibir estas bombas mediáticas con mucha prudencia. Está muy bien que Toyota esté también trabajando los interfaces cerebro-computador y se sume a Honda (a mis alumnos: chicos... ¡espabilad y coged mis PFCs! :-)), me parece fantástico que la tecnología empiece a ser conocida más allá de los laboratorios de investigación, pero desde un punto estrictamente científico, el proyecto de Toyota no es tan espectacular como se ha visto reflejado en los medios.

Sección: Desarrollo Tecnológico (sigue sólo a tu propio riesgo!!!)

Choi Kyuwan ha implementado AMUSE que es un Blind Decomposition Source que se puede ejecutar en tiempo real (puede verse como dos PCAs consecutivos). Esto lo usa sobre la señal de EEG para eliminar artefactos (desafortunadamente no dice cómo “the undesired components corresponding to the artifacts were removed and the remaining useful (significant) …” -> esto es difícil de hacer y me recuerda el trabajo de mi amigo Halder). Después aplica un common spatial pattern CSP sobre el nuevo EEG resultante del AMUSE y usa las características del CSP como entradas a una máquina de soporte vectorial SVM. De esta forma consigue clasificar las tres clases que tiene. Una vez obtenidas las clases, simplemente manda un comando en rotación a la derecha, a la izquierda o en traslación a la silla. Para detener la silla usa una señal de EMG (no cerebral sino muscular).
A mis alumnos: No os asustéis! En aproximadamente un mes hablaréis este lenguaje sin problemas!

lunes, 29 de junio de 2009

Detección de errores


En entradas anteriores hemos hablado de la señal P300, una señal que se produce cuando tiene lugar un evento esperado. Sin embargo, existen muchas otras señales que pueden asociarse con distintos "pensamientos", por ejemplo las señales de detección de errores, también llamadas ErrPs.

¿Cuando se producen esas señales?

i) Cuando estas haciendo algo y te equivocas: Ese pensamiento de "Me he equivocado" se traduce en “response ErrP” [Coles85].

ii) Cuando estas con alguien que se equivoca, el pensamiento de "Se ha equivocado" se traduce en “observation ErrPs” [vanSchie04].

iii) Cuando estas aprendiendo una tarea y alguien te dice te “Te has equivocado!”, el pensamiento que tienes de “me han dicho que me he equivocado” se traduce en “feedback ErrPs” [Miltner97].

iv) Cuando estas haciendo algo con alguna máquina y esta no funciona como esperas, el pensamiento de "la máquina ha fallado" se traduce en “interaction ErrPs” [Ferrez08]. (Por ejemplo, esa señal se habrá producido en el usuario de la imagen :) )

En todos estos casos se produce la señal y se sabe reconocerla con un BCI en tiempo real. Lo interesante ahora es buscar aplicaciones, es decir, dejar volar la imaginación. Por ejemplo se me ocurren, así sobre la marcha, las siguientes ideas:

i) Pensamiento "Me he equivocado": Cuando estas trabajando con un programa que permite la opción de volver atrás, tipo word por ejemplo. Si estás escribiendo y te equivocas se produciría la señal, se reconocería con el BCI y podría mandarse al sistema automáticamente para borrar la última acción realizada.

ii) Pensamiento "Se ha equivocado": Como profesora … sin comentarios: con esta señal mis alumnos sabrían en todo momento si me he dado cuenta que se han equivocado :S

iii) Pensamiento “Me han dicho que me he equivocado”: Este si que me interesa como profesora: si le digo a un alumno “¡te has equivocado!” podré saber si me escucha o no... (si me escucha, se producirá la señal!)

iv) Pensamiento "la máquina ha fallado": ¿Cuantas veces habéis realizado una búsqueda en google y al pinchar en la primera entrada habéis encontrado algo que no encaja exactamente con lo que buscabais? Pues en ese momento, se produce la señal y como somos capaces de detectarla podríamo hacer que automáticamente el buscador volviera a la página de búsqueda inicial.

En Zaragoza, Iñaki y Mauricio trabajan con esto protocolos y ya son capaces de reconcerlos de forma automática medio segundo después de que se produzcan con un 75% de precisión (y subiendo!). Aquí os dejo un par de imágenes de la señal:




Tengo que reconocer que las aplicaciones que he comentado no son demasiado interesantes, sin embargo si podrían resultar de interés para otras aplicaciones tipo conducir un coche o usar un robot que puedas corregir con tu pensamiento. En cualquier caso, os invito a que reflexionéis un poco sobre ello y estoy segura que encontraréis aplicaciones mucho más interesantes!!

viernes, 19 de junio de 2009

Un poco de humor...

Hace unos días no pude resisitirme a poner un post con un comic de PhD Comics sobre la relación ciencia-prensa. Hoy tampoco he podido resistirme a compartir este otro chiste que nos hizo llegar Javi:

Y su versión retocada que nos mandó Iñaki a los 5 minutos! :)

De izqda a dcha: Javier, Iñaki, Carlos y Mauricio.

Y es que entre tanto trabajo sigue habiendo un hueco para el buen humor!!

jueves, 18 de junio de 2009

¿Usamos sólo el 10% de nuestro cerebro?

Quizá a algunos os resulte rara esta pregunta pero lo más probable es que alguna vez os hayan comentado eso de que "sólo usamos el 10% de nuestro cerebro". En efecto, esta es una de las ideas más difundidas con relación al cerebro no sólo en España sino en todo el mundo. Lo cierto es que creerse esta frase es bastante tentador: "Si sólo uso el 10%... Imagina lo que podría hacer si lo usara todo!!!" y es probablemente por esto por lo que este mito se ha hecho tan popular (por esto y por los numerosos libros de autoayuda, "movidas" parapsicológicas y algún otro iluminado más que han sabido aprovechar esta creencia). Sin embargo, a nada que nos paremos a pensar un segundo podemos darnos cuenta que esa frase no tiene sentido.

Por ejemplo, a día de hoy cada vez existen más casos de derrames cerebrales y, en muchos casos, dañan el cerebro. Seguro que, desgraciadamente, en vuestro circulo familiar o circulo de amistades conocéis algún caso... ¿Qué ocurre cuando una persona sufre un derrame cerebral y se daña una parte de su cerebro? Pues depende de la parte dañada, por ejemplo:

  • Hemisferio derecho: parálisis en la parte izquierda del cuerpo, dificultades en capacidades de percepción y espacio, problemas de memoria a corto plazo...
  • Hemisferio izquierdo: parálisis en la parte derecha, problemas de habla y lenguaje, comportamiento lento...
  • Cerebelo: reflejos anormales de la cabeza y torso, problemas de coordinación y equilibrio, mareos, náuseas y vómitos...

Lo mismo ocurre con otras enfermedades como la demencia o el alzheimer.

Ahora bien, ¿cómo puede ser que, si sólo usamos el 10% de nuestro cerebro, tengamos tan mala suerte que todas las enfermedades nos "caigan" en ese 10%? Lo normal sería que, por probabilidad, 1 de cada 10 enfermedades del cerebro no tuvieran ningún efecto y eso, evidentemente, no es así. Así pues, usamos más del 10% del cerebro y es más, todos lo métodos que tenemos hoy en día para medir la actividad cerebral muestran que tareas sencillas bastan para producir actividad en todo el cerebro. Aquí os dejo por ejemplo, una imagen de uno de los trabajos de Mauricio de localización de fuentes:


domingo, 14 de junio de 2009

Vídeos y visitas.

Hace apróximadamente un mes que colgamos en youtube el último vídeo de la silla de ruedas controlada con la señal P300:



A día de hoy, el número de visitas asciende a algo más de 18.500, 15 puntuaciones (5 estrellas), 6 comentarios y marcado como favorito 22 veces... No está mal, eh??

Ahora bien, el vídeo que realmente ha tenido éxito ha sido el que New Scientist elaboró a partir del nuestro:



Con sólo 4 semanas en youtube: 52.400 visitas, 290 puntuaciones (5 estrellas), 281 comentarios y marcado como favorito 168 veces. Además, 25 galardones como los de "más vistos del mes" (Ciencia y Tecnología - Global) y "superfavoritos del mes" (Ciencia y Tecnología - Global).

Hay que reconocer que la locutora del vídeo de New Scientist resulta mucho más convincente! ;)

viernes, 12 de junio de 2009

Redmensual.com


Hace aproximadamente un mes, se puso en contacto con nosotros una estudiante de periodismo para realizar un trabajo de periodismo científico. Hace unos días nos mandó el resultado, que se ha publicado en la revista digital redmensual.com. Un gran trabajo donde se cuenta como funciona el proyecto de la silla de ruedas, así como los orígenes del proyecto y de Bit&Brain.

Un pequeño adelanto:
¿Cómo surgió la idea? ¿Qué les inspiró?
Es muy difícil decir de dónde surge una idea, pero básicamente hay dos motivos por los que surge esta idea:
El primero, el grupo de robótica llevaba muchos años trabajando en el desarrollo del sistema de navegación inteligente de la silla. En el primer prototipo las órdenes se mandaban mediante el teclado del ordenador. Luego se empezaron a cambiar interfaces: mediante una pantalla táctil, mediante la voz…
Y, el segundo motivo… Javier Mínguez coincidió en un avión con el profesor José del R. Millán. Él es una de las máximas autoridades en el mundo en tecnología BCI (Interfaces cerebro-ordenador) y de hecho, el primer prototipo de silla de ruedas controlada con la mente del mundo, es suyo. No se conocían, pero les tocó un asiento junto al otro. Empezaron a hablar y Millán animó a Javier a trabajar con esta tecnología.
Si unimos la tecnología de interfaces cerebro-ordenador con la tecnología que la Universidad de Zaragoza había desarrollado en años anteriores en la silla de ruedas, obtenemos el prototipo actual.
Este es un claro ejemplo de lo que comentábamos en la anterior entrada:
Compartir conocimiento lleva a avanzar en la tecnología.

miércoles, 10 de junio de 2009

El conocimiento



Como comentaba en mi último post, una de los cosas que más me impactaron en relación con el curso del programa BioAnces fue esta frase:
"El conocimiento es el único bien económico que aumenta cuando se comparte."
¿Qué significa esto? Tal como explica en el video el profesor Hiroshi Tasaka de la Tama University de Tokio:

El dinero es un juego de suma cero: si tú te quedas con la mitad de mi dinero, yo me quedo con la otra mitad. Sin embargo, cuando hablamos de conocimiento: si comparto mi conocimiento, no lo pierdo sino que juntos podemos multiplicarlo.

Otras cosas interesantes en el vídeo:

Paradoja sobre la sociedad del conocimiento:
"La sociedad del conocimiento es aquella en la que el conocimiento deja de tener valor."
A día de hoy tenemos acceso a todo el conocimiento gracias, sobretodo, a internet. El conocimiento cada vez tiene menos valor, lo que importa a día de hoy es la sabiduría: algo que no puede describirse en un texto.

Sobre nuevas ideas:
"Hay que estimular la inteligencia colectiva para conseguir nuevas ideas."
En este sentido, seguro que mi amigo Álvaro de idibay, la tienda de ideas, tiene mucho que decir!! :)
Antes la innovación procedía sólo de unas pocas personas con talento o de un genio, eso ya está desfasado, lo que debemos hacer es estimular la sabiduría de la comunidad: la inteligencia colectiva.

¿Cómo gestionar el choque de culturas conservadora/innovadora dentro de la empresa?
"Los jóvenes son los que se dan cuenta que el mundo está cambiando y son ellos los que deben liderar ese cambio."
Hay que cambiar la estructura de la empresa de modo que se cree un ecosistema empresarial (como en Silicon Valley). La idea es apostar por una organización horizontal y abierta donde el conocimiento fluya libremente.

En fin, un vídeo realmente interesante. Gracias a Javier Villoslada por hacérmelo llegar!

martes, 2 de junio de 2009

Programa BioANCES

Hace unas semanas, gracias al CEEI-Aragón, entramos en conocimiento del programa BioANCES, una iniciativa gestionada por ANCES (Asociación Nacional de CEEIs Españoles) y Genoma España. El objetivo de este programa es el de formar, asesorar, apoyar y acompañar a los emprendedores de proyectos biotecnológicos  (en sentido amplio). Como uno de nuestros própositos hasta que iniciemos la actividad de Bit&Brain Technologies es formarnos lo máximo posible desde un punto de vista empresarial, solicitamos acceder al programa. Para ello, fue necesario que nuestra idea de negocio fuera valorada por expertos de Genoma España que nos aceptaron dentro de su programa de formación de Bio-Emprendedores. Ayer fue la jornada de presentación del programa, que consiste en un completo sistema de formación e-learning que combina el trabajo individual con el trabajo en equipo. La presentación fue a cargo de Javier Villoslada, director del programa de formación de BioANCES. Desde mi punto de vista, además de presentarnos el programa, Javier hizo algo mucho mejor: nos hizo reflexionar. Reflexionar sobre nuestros proyectos, reflexionar sobre el significado de empresa, reflexionar sobre el significado de "aportar valor añadido", reflexionar sobre el conocimiento... Quizá esta última reflexión ha sido una de las que más me ha impactado y... ¡merece un post aparte! :)