Przejdź do treści głównej
Lewy panel

Wersja do druku

PISAK pozwoli przemówić

15.07.2014
Autor: Mateusz Różański
Źródło: inf. własna

Prof. Stephen Hawking od lat udowadnia, że do komunikowania się ze światem nie potrzeba mowy ani ruchu rąk. Mimo całkowitego paraliżu wykłada i pisze książki, dzięki czemu zmienia nasze postrzeganie kosmosu. Już wkrótce równie kosmiczna technologia jak ta, którą wykorzystuje naukowiec, powstanie w Polsce.

- Wszystko zaczęło się przypadkiem około roku 2006, kiedy zainteresowałem się interfejsami mózg-komputer (ang. brain-computer interfaces, BCI), czyli systemami umożliwiającymi komunikację za pomocą fal mózgowych – opowiada prof. dr hab. Piotr Durka, neuroinformatyk i specjalista od wykorzystania nowoczesnych technologii w medycynie. – Temat wydawał się ważny i ciekawy, ale w Polsce nikt się tym nie zajmował. Ponieważ specjalizowałem się w podobnym temacie analizy elektroencefalogramu (EEG), zacząłem prowadzić na ten temat wykłady – dodaje prof. Durka.
 
Na jeden z w wykładów profesora przyjechał z Łodzi fizjoterapeuta Mariusz Balawejder, który opowiedział mu historię pacjentki chorej na stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Kobieta – pomimo stosowania wszystkich znanych współczesnej medycynie środków – zapewne już niedługo utraci kontrolę nad mięśniami i możliwość jakiejkolwiek komunikacji ze światem zewnętrznym.
 
ALS to choroba, która zabija neurony sterujące mięśniami, uniemożliwiając praktycznie komunikację z otoczeniem. Mowa, gesty, pisanie, nawet mruganie wymagają działających mięśni. Skoro jedynym działającym organem pozostaje mózg, to jedyną nadzieją na utrzymanie komunikacji stają się wspomniane wcześniej interfejsy mózg-komputer. W jednym z maili Mariusz Balawejder pisał do prof. Durki: „My poszukujemy szans na trwanie życia. Nie wiem, czy to rozumiesz.”.
 
- Wtedy jeszcze do końca nie rozumiałem. Był to dla mnie po prostu ciekawy problem naukowy z dziedziny, w której czułem się ekspertem na tyle, żeby udzielić aktualnych na daną chwilę wyjaśnień – wspomina prof. Durka.
 
W owym czasie interfejs mózg-komputer był młodą technologią, zamkniętą w ścianach laboratoriów naukowych. Jedyną nadzieją dla pacjentów w takim stanie mogła być współpraca z którąś z niewielu pracujących nad tym problemem grup badawczych. W Polsce takiej grupy nie było. Profesor Durka postanowił to zmienić.
 
Nadzieja a fundusze
 
Pomimo siedmiokrotnej odmowy finansowania tych badań przez kolejne ministerstwa, w czerwcu 2008 r., dzięki wsparciu macierzystego Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, przeprowadzono pierwszy w Polsce publiczny pokaz działania BCI.
 
- W roku 2009 dzięki funduszom unijnym dołączyliśmy do czołówki, tworząc unikalne w świecie urządzenie BCI (BCI Appliance), zaprezentowane później na targach CeBIT – opowiada prof. Durka.
 
Medialne naświetlenie tych sukcesów rozbudziło nadzieje osób z niepełnosprawnością o bardzo ograniczonych możliwościach komunikacji. Wśród nich był Radosław Grynczewski, poeta, współzałożyciel i kierownik literacki klubu integracyjnego „Nie rezygnuj”, wyróżniony w 2009 r. nagrodą „Człowiek Bez Barier”, który do naukowców zgłosił się z nadzieją, że prowadzone badania pomogą mu w komunikowaniu się ze światem.
Radosław Grynczewski testuje prototyp urządzenia BCI, fot.: Mateusz Różański
Radosław Grynczewski testuje prototyp urządzenia BCI, fot.: Mateusz Różański
 
- Wtedy nastąpiła twarda konfrontacja nauki z rzeczywistością: działalność akademicka, finansowana z nakładów na naukę, kończy się na prototypach tworzonych do celów badawczych, niekoniecznie nadających się do praktycznego stosowania – wspomina profesor.
 
Komputer sterowany oczami
 
Ponieważ Radosław Grynczewski kontrolował w pełni ruchy oczu, prof. Durka pomyślał o zastosowaniu okulografu (ang. eyetracker), urządzenia do śledzenia wzroku. Pokazuje ono, w które miejsce ekranu kierujemy spojrzenie – to bardzo ważne choćby przy ocenie, które elementy reklam przyciągają wzrok.
 
Skoro jednak „komputer wie”, na co patrzymy, to znaczy, że wzrokiem możemy sterować jak myszką! Niestety, tu pojawił się jeden poważny problem: pieniądze. Kilkadziesiąt tysięcy złotych to dla osoby z niepełnosprawnością w Polsce najczęściej bariera nie do pokonania.
Urządzenie BCI wykorzystuje okulograf, który pozwala na śledzenie wzroku, fot.: Mateusz Różański
Urządzenie BCI wykorzystuje okulograf, który pozwala na śledzenie wzroku, fot.: Mateusz Różański
 
Prof. Durka i jego zespół zaczęli więc szukać tańszych rozwiązań, opartych o wolne oprogramowanie, i trafili na witrynę eyewriter.org. Międzynarodowa grupa inżynierów i programistów z kilku firm i fundacji, głównie z USA, dzieli się tam wynikami wspólnego przedsięwzięcia, w ramach którego dla chorego na ALS artysty skonstruowali eyetracker, wykorzystując do tego zwykłą kamerkę od konsoli do gier PS3.
 
- Dość szybko udało nam się skonstruować podobne urządzenie, choć do rozwiązania pozostało jeszcze wiele problemów technicznych, jak choćby korekcja ruchów głowy – taki prosty okulograf działa dobrze tylko wtedy, kiedy głowa jest nieruchoma względem ekranu – opowiada prof. Durka.
 
Okazało się też, że dla ogromnej większości osób z niepełnosprawnością najlepsze są jeszcze prostsze sposoby komunikacji z komputerem, oparte o tzw. przełącznik (ang. switch). Działa to w ten sposób, że komputer podświetla kolejne pola (np. litery), a osoba wciska przełącznik wtedy, gdy podświetlona jest właściwa litera.
 
- To trochę tak, jakby z całej klawiatury komputera zostawić tylko spację: da się w ten sposób pisać, tylko trzeba odpowiednio dopasować oprogramowanie – podkreśla prof. Durka. – Z takiego oprogramowania korzysta na przykład chory na ALS wybitny fizyk Steven Hawking. Zaczęliśmy tworzenie podobnego systemu na otwartej licencji.
 
Rozwiązanie darmowe dla wszystkich
 
Trudniejsze od technicznych okazały się problemy „pozamerytoryczne”, jak choćby fakt, że praca nad okulografami i oprogramowaniem dla osób z niepełnosprawnością nie mieści się w ramach badań naukowych. Aby pogodzić to z pracą na uczelni prof. Durka stworzył projekt praktyk studenckich, w ramach których studenci neuroinformatyki dopasowywali sprzęt i oprogramowanie dla osób z niepełnosprawnością. Osoby te wybierane były przez Stowarzyszenie „Ożarowska”, przy ogromnej pomocy Jerzego Grynczewskiego – brata Radosława – który w międzyczasie zaczął studiować neuroinformatykę.
 
- Ten projekt dał nam wiele bezcennych doświadczeń oraz końcową konkluzję, że opierając się wyłącznie na modelu uniwersyteckim, wiele nie zdziałamy – wspomina profesor.
 
W międzyczasie założył on więc firmę BrainTech i wspólnie z Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz stowarzyszeniami „Ożarowska” i „Mówić bez słów” stworzyli projekt PISAK (Polski Integracyjny System Alternatywnej Komunikacji), który uzyskał dofinansowanie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR) w ramach programu „Innowacje Społeczne”. Celem projektu jest rozwiązanie w skali kraju problemu osób, którym niepełnosprawność odebrała możliwość samodzielnego komunikowania się z otoczeniem, takich jak Radosław Grynczewski czy pierwowzór bohatera filmu „Chce się żyć” Przemysław Chrzanowski.
 
Z myślą o tych osobach projekt przewiduje stworzenie kompletnej platformy oprogramowania oraz tanich elementów sprzętowych, które umożliwią samodzielną komunikację. Tworzone w ramach projektu oprogramowanie będzie udostępnianie na otwartej licencji, czyli dostępne za darmo, podobnie jak projekty urządzeń (przełączników). Bliższe informacje o projekcie można znaleźć na stronie pisak.org.
 
Komunikator graficzny
Komunikator graficzny, który ma być elementem systemu PISAK
 
Stabilne wersje systemu powstaną w ciągu 1-2 lat. W dalszej przyszłości, jeśli uda się znaleźć źródła dofinansowania, prof. Durka ma nadzieję poszerzyć ten system o sterowanie interfejsem mózg-komputer, co dałoby nadzieję na utrzymanie komunikacji z chorymi w krańcowych stadiach wspomnianych na chorób neurodegeneracyjnych.
Prototypy już działają
Celem pierwszego etapu projektu jest stworzenie systemu opartego na wolnym, darmowym oprogramowaniu, które umożliwi komunikację – syntezę mowy, pisanie tekstów i maili przy użyciu najprostszych technologii – osobom, które nie są w stanie porozumiewać się mową lub językiem migowym.
 
Do tego potrzebny jest okulograf lub – dla osób dysponujących choć jedną sprawną partią mięśni – przełącznik (switch), przy pomocy którego będzie można przekazywać komunikaty do komputera (Stephen Hawking używa do tego policzka). W ramach projektu do produkcji tych narzędzi przewidziano wykorzystanie drukarek 3D.
 
W drugiej części projektu przewidywane jest rozszerzenie działalności o wspomniane systemy mózg-komputer.
PISAK uwzględni także speller, czyli służącą do pisania aplikację, która może pełnić funkcję komunikatora
PISAK uwzględni także speller, czyli służącą do pisania aplikację, która może pełnić funkcję komunikatora
 
W testach prototypu brało udział siedem osób. Jedna sterowała nim za pomocą wzroku, druga – za pomocą dmuchnięcia, a pięć – przy pomocy przełącznika. Obecnie trwają zaawansowane prace nad ostateczną wersją oprogramowania.
 
- Pierwsza wersja oprogramowania została zainstalowana u pierwszych członków zespołu opiniującego – mówi Jerzy Grynczewski.
 
Zapowiada, że gdy zakończą się prace nad spellerem, czyli aplikacją służącą do pisania, mogącą pełnić rolę komunikatora, zaangażowani w projekt naukowcy zajmą się przeglądarką zdjęć. Część możliwości PISAK-a, czyli speller i – jeśli się uda – przeglądarka, zostanie zaprezentowanych 30 sierpnia br. podczas pikniku „Mobilni i Aktywni” na warszawskim Ursynowie.

Na naszych oczach nabierają realnych kształtów śmiałe wizje naukowców i twórców science-fiction, a dynamiczny rozwój nowych technologii zmienia na lepsze życie osób z najpoważniejszymi nawet niepełnosprawnościami. Także w Polsce.

Dodaj komentarz

Uwaga, komentarz pojawi się na liście dopiero po uzyskaniu akceptacji moderatora | regulamin

Komentarze

brak komentarzy

Prawy panel
Partnerem działu Technologie jest

Sonda

Jak często wyjeżdżasz na urlop?

Biuletyn

Wspierają nas