Interface Cérebro-Computador
Interface Cérebro-Computador
Interface Cérebro-Computador
Acima: Uma mulher controla um drone de controle remoto com o Emotiv Insight.
Definição de Interface Cérebro-Computador
O que significa BCI? Uma BCI (interface cérebro-computador) é uma tecnologia que envia e recebe sinais entre o cérebro e um dispositivo externo. As interfaces cérebro-computador também são chamadas de interfaces cérebro-máquina. As BCIs coletam e interpretam sinais cerebrais e os transmitem para uma máquina conectada que emite comandos associados aos sinais recebidos.
Uma definição simplificada de BCI poderia descrever a tecnologia como um link de comunicação entre o cérebro e um dispositivo externo.
BCI Passiva vs. BCI Ativa
As BCIs podem ser passivas ou ativas. Uma BCI passiva apenas interpreta os sinais cerebrais para fornecer informações sobre o estado cognitivo de um indivíduo. Por exemplo, ela pode detectar o estado emocional de um usuário durante um estudo de pesquisa de mercado de consumo ou programa de treinamento.
Acima: Nathalie Labrégère, que nasceu com deficiência motora cerebral, usa BCI ativa e um headset Epoc X para controlar um braço de exoesqueleto no revezamento da tocha dos Jogos Paralímpicos de 2024. Saiba mais
Uma BCI ativa exige que os usuários modulem ativamente seus sinais cerebrais para interagir com um dispositivo externo. Por exemplo, um usuário pode imaginar mover seu braço, fazendo com que um braço robótico se mova de maneira semelhante.
Como Funciona uma BCI?
Nossos cérebros estão cheios de células chamadas neurônios. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos ou lembramos de algo, nossos neurônios estão trabalhando. Sinais bioquímicos e elétricos realizam esse trabalho. Os cientistas podem detectar esses sinais e interpretar o que eles significam usando a tecnologia de eletroencefalografia (EEG). EEG pode ler sinais do cérebro humano e enviá-los para amplificadores. Os sinais amplificados são então interpretados por um programa de computador de BCI, que usa os sinais para controlar um dispositivo.
Aquisição de Sinais
ECoG, LFP, EEG, SU, Outros
Processamento de Sinais
Autorregressivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciais Comuns, Filtro Laplaciano, Wavelets, Outros
Exemplos de Dispositivos Efetuadores
Soletradores
Cursores
Cadeiras de Rodas
Drones
Brinquedos
Videogames
Internet das Coisas (IoT)
Braços Robóticos
O que é uma BCI?
Uma BCI também pode ser chamada de interface cérebro-máquina, interface de controle neural, interface mente-máquina ou interface neural direta. Uma BCI permite a comunicação direta entre o cérebro e um dispositivo externo, frequentemente para controlar sua atividade. As BCIs leem sinais do cérebro e usam algoritmos de aprendizado de máquina para traduzir os sinais em uma ação externa.
A cofundadora e CEO da Emotiv, Tan Le, explica as soluções e a tecnologia de BCI nesta palestra do TED de 2010:
BCI e EEG
As BCI baseadas em EEG são caracterizadas pela técnica de usar eletrodos de EEG não invasivos para medir a atividade cerebral e traduzir os sinais cerebrais registrados em comandos.
As BCIs detectam mudanças na atividade cerebral medidas por meio de um EEG. As tecnologias de BCI então transmitem esses sinais para algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para identificar a atividade cerebral de EEG associada a certas emoções, ações e expressões. Quando os algoritmos identificam uma atividade cerebral de EEG correspondente, a BCI pode transmitir comandos externos para controlar um dispositivo (como um cursor de computador, braço robótico ou cadeira de rodas).
Os dispositivos foram programados para interpretar e executar esses comandos, seja controlando um objeto físico ou uma interface digital. Um indivíduo usando um dispositivo de EEG pode pensar “mover para a esquerda” e o cursor se move para a esquerda — esse é um exemplo de uma ação externa realizada em uma interface digital.
Para que é Usada uma BCI?
Pesquisa de Interface Cérebro-Computador
A pesquisa de BCI (também chamada de pesquisa de interface cérebro-máquina) representa um campo em rápido crescimento. Pesquisadores acadêmicos têm estudado se os usuários de BCI podem interagir diretamente com softwares de computador apenas por meio da atividade cerebral. Um estudo testou um sistema de BCI em sua capacidade de detectar e classificar a atividade cerebral com as suas ações mentais associadas. Os resultados mostraram que o sistema pôde realizar todas as ações mentais com sucesso e melhorou com dados de treinamento adicionais.
Devido à sua capacidade de manipular dispositivos externos por meio da atividade cerebral, uma grande parte da pesquisa de interface cérebro-computador foca no controle remoto. Pesquisadores de BCI também têm usado robôs humanoides controlados por dispositivos BCI para manipular um ambiente remoto. A BCI permite que o usuário controle convenientemente o robô no ambiente remoto. O usuário humano recebe feedback do robô, o que o ajuda a sentir total imersão no ambiente remoto. Isso pode ser útil em vários casos de uso de BCI, incluindo operações militares, operações médicas e gestão de desastres ou operações de busca e resgate.
Os pesquisadores também estão usando a BCI para entender o que as redes neurais estão fazendo em tempo real. A maioria dos sistemas de tecidos neurais é compreendida no nível do neurônio individual ou filosofada no nível cognitivo. A BCI está sendo usada para estudar como sistemas de tecidos específicos respondem à estimulação elétrica e o que isso pode significar no nível cognitivo.
***Isenção de Responsabilidade – Os produtos Emotiv destinam-se a ser usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como dispositivos médicos — conforme definido na diretiva da UE 93/42/CEE. Nossos produtos não são projetados ou destinados a ser usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Interfaces Cérebro-Computador na Reabilitação Neurológica
As interfaces cérebro-computador podem ajudar indivíduos que não têm o uso de seus membros, necessitam de dispositivos assistivos ou são incapazes de falar. O uso de interfaces cérebro-computador na reabilitação neurológica (o processo auxiliado por médicos que visa ajudar indivíduos com distúrbios, lesões ou doenças do sistema nervoso) pode ajudar a melhorar a habilidade de um indivíduo de navegar pelas experiências do dia a dia. As BCIs são frequentemente usadas para reabilitação após um AVC ou lesão. No futuro, poderemos ver produtos médicos de BCI usados em cirurgias ou outras operações médicas.
A BCI capacita indivíduos com deficiências motoras a usarem sua atividade cerebral para controlar objetos em seu ambiente e se comunicar. As interfaces cérebro-computador que usam sinais de EEG podem ajudá-los a controlar uma prótese de membro ou uma interface de computador.
Jogos com Interface Cérebro-Computador
O software de BCI pode “traduzir” comandos mentais extraídos de dados de EEG em comandos em um videogame. Em jogos com interface cérebro-computador, os indivíduos usam um headset de EEG enquanto jogam jogos de VR projetados para controlar objetos virtuais. Nos jogos com BCI, em vez de usar um controle de jogo tradicional, o indivíduo usa comandos mentais para permitir ações baseadas em movimento no jogo — como “empurrar”, “puxar” ou “pular”. A BCI processa os comandos mentais do EEG e aciona a ação correspondente no jogo de VR (realidade virtual com interface neural direta).
O Emotiv EPOC estreou como um controle de videogame em 2011. Embora estivesse à frente de seu tempo, avanços no hardware de EEG, software e inteligência artificial tornam o ato de jogar videogames com o cérebro mais fácil do que nunca.
ANTES: Jogando Spirit Mountain sem as mãos com o EPOC+ em 2011. (Fonte) Spirit Mountain foi desenvolvido do zero para jogos com BCI. |
 AGORA: Jogando Elden Ring sem as mãos com o Epoc X em 2024. (Fonte) Elden Ring foi desenvolvido para PC e consoles. Um controle personalizado de BCI foi desenvolvido usando a Cortex API, permitindo jogar sem as mãos. |
Baixar o Software EmotivBCI
Desenvolver Jogos de BCI
Compartilhe seus projetos de BCI conosco! Marque #EMOTIV nas redes sociais ou envie um e-mail para hello@emotiv.com.
Precisa de mais ajuda? CONTATE-NOS
Como as Interfaces Cérebro-Computador Podem Mudar Nossas Vidas?
As BCIs representam possibilidades de mudança de vida para indivíduos com deficiências motoras, pois permitem que realizem ações físicas que de outra forma não conseguiriam. A BCI traduz sinais cerebrais em resultados de comando usando algoritmos de inteligência artificial. Esses comandos podem ser usados para controlar cadeiras de rodas, próteses de membros ou outras tecnologias assistivas.
A tecnologia de BCI tem o potencial de facilitar as tarefas diárias para indivíduos de todos os níveis de habilidade. Por exemplo, as BCIs podem eliminar a necessidade de digitar ou dar comandos de voz — os indivíduos poderiam emitir comandos de navegação e entrada para um computador por meio da atividade cerebral.
Questões Éticas sobre Interface Cérebro-Computador
Com as possibilidades de mudança de vida da tecnologia de BCI, surgem também implicações éticas. À medida que o campo da pesquisa de interface cérebro-computador cresce e a tecnologia nas aplicações de interface cérebro-computador continua a melhorar, uma série de questões éticas sobre a interface cérebro-computador foram levantadas.
Questões de Segurança da BCI
Uma BCI é uma aplicação de software e, como qualquer software que envia informações para um dispositivo externo, os dados transmitidos podem ser extraídos para fins maliciosos. A segurança é especialmente crítica na tecnologia de BCI porque a BCI captura sinais diretamente do sistema nervoso de um indivíduo. Embora a BCI atualmente não consiga extrair as intenções, pensamentos privados de um usuário ou o que ele está lendo ou visualizando, a combinação de dados de BCI com estímulos específicos pode um dia tornar isso possível. A BCI poderia ser usada para determinar o estado de saúde de um usuário ou a familiaridade com certos eventos, o que apresenta um risco significativo à privacidade.
Questões de Privacidade da BCI
Da mesma forma, a privacidade é uma questão importante na ética da BCI, uma vez que os sinais neurais capturados podem ser usados para obter acesso às informações privadas de um usuário. Especialistas em ética levantaram preocupações sobre como os dados de BCI são armazenados e protegidos. Por exemplo, os dados de BCI deveriam ser tratados como dados médicos ou como dados comerciais? Os dados de BCI deveriam ser anonimizados? Como os usuários sabem se seus dados de BCI foram usados para fins comerciais? Embora grande parte da discussão em torno das questões éticas da interface cérebro-computador ainda esteja sendo moldada, as questões de privacidade e segurança continuam sendo as principais preocupações.
Saiba como a Emotiv mantém seus dados cerebrais seguros.
Casos de Uso de BCI
Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns de interface cérebro-computador em uso hoje:
Neurociência
Militar
Medicina
Resgate/Gestão de Desastres
Segurança
Educação
Reabilitação
Uma Breve História da BCI
O ponto mais antigo na história da BCI pode ser rastreado até o fisiologista e psiquiatra alemão Hans Berger. Berger inventou o eletroencefalograma, um dispositivo que registra sinais de EEG. Ele é creditado por registrar as primeiras ondas cerebrais de EEG humano em 1924.
O experimento de BCI publicado mais antigo consistiu no uso de EEG para mover um cursor em uma tela. Esse experimento de 1977 foi o primeiro uso bem-sucedido registrado de BCI em um laboratório.
Um experimento monumental de 1988 conduzido por Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov e Liljana Bozinovska usou BCI e EEG para controlar um robô. O indivíduo direcionou o robô para seguir uma linha no chão enviando sinais cerebrais de uma máquina de EEG para o software de BCI conectado ao robô. Esse experimento foi o primeiro a controlar com sucesso um objeto físico usando uma máquina de EEG.
Desde então, uma variedade de empresas de neurotecnologia foram formadas com o objetivo de tornar os implantes de BCI e a tecnologia vestível seguros e eficazes para o uso diário. A Emotiv foi a primeira a introduzir um headset de EEG sem fio em 2011.
Mais recentemente, em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, uma pessoa com tetraplegia, tornou-se a primeira pessoa na história a pilotar um carro de F1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças às tecnologias de BCI e a um headset de EEG da Emotiv.
A Neuralink, do empresário Elon Musk, é um empreendimento focado em criar dispositivos de BCI que possam ser implantados no cérebro humano. Em 2024, um participante chamado Alex controlou com sucesso um cursor e jogou um videogame usando suas ondas cerebrais.
O Facebook também anunciou em 2017 que estava construindo uma BCI. A interface cérebro-computador do Facebook visa permitir que os usuários digitem usando apenas suas ondas cerebrais através de interfaces cérebro-computador não invasivas.
Quem Inventou as Interfaces Cérebro-Computador?
O professor da UCLA Jacques Vidal cunhou o termo “BCI” e produziu as primeiras publicações revisadas por pares sobre o tema. Vidal é amplamente reconhecido como o inventor das BCIs, conforme refletido em artigos revisados por pares.
A Emotiv Oferece Dispositivos de Interface Cérebro-Computador?
Sim! A Emotiv é uma pioneira reconhecida e líder de mercado no campo de BCI para soluções corporativas, uso pessoal e tecnologia de EEG sem fio.
A Emotiv oferece dispositivos de interface cérebro-computador que podem ser emparelhados com o seu software de interface cérebro-computador chamado EmotivBCI. O EmotivBCI pode ser usado diretamente para implementar uma BCI em um computador. Ele também pode ser emparelhado com a plataforma gratuita de código aberto NodeRed, que conecta as saídas de BCI a muitos dispositivos de hardware externos compatíveis para implementar o controle mental direto sobre equipamentos do mundo real. O EmotivBCI e o NodeRed permitem que desenvolvedores criem aplicações de BCI. Os dispositivos de interface cérebro-computador da Emotiv incluem os headsets de EEG Emotiv Insight e Emotiv Epoc X.
Ver todos os produtos BCI da EMOTIV
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Acima: Uma mulher controla um drone de controle remoto com o Emotiv Insight.
Definição de Interface Cérebro-Computador
O que significa BCI? Uma BCI (interface cérebro-computador) é uma tecnologia que envia e recebe sinais entre o cérebro e um dispositivo externo. As interfaces cérebro-computador também são chamadas de interfaces cérebro-máquina. As BCIs coletam e interpretam sinais cerebrais e os transmitem para uma máquina conectada que emite comandos associados aos sinais recebidos.
Uma definição simplificada de BCI poderia descrever a tecnologia como um link de comunicação entre o cérebro e um dispositivo externo.
BCI Passiva vs. BCI Ativa
As BCIs podem ser passivas ou ativas. Uma BCI passiva apenas interpreta os sinais cerebrais para fornecer informações sobre o estado cognitivo de um indivíduo. Por exemplo, ela pode detectar o estado emocional de um usuário durante um estudo de pesquisa de mercado de consumo ou programa de treinamento.
Acima: Nathalie Labrégère, que nasceu com deficiência motora cerebral, usa BCI ativa e um headset Epoc X para controlar um braço de exoesqueleto no revezamento da tocha dos Jogos Paralímpicos de 2024. Saiba mais
Uma BCI ativa exige que os usuários modulem ativamente seus sinais cerebrais para interagir com um dispositivo externo. Por exemplo, um usuário pode imaginar mover seu braço, fazendo com que um braço robótico se mova de maneira semelhante.
Como Funciona uma BCI?
Nossos cérebros estão cheios de células chamadas neurônios. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos ou lembramos de algo, nossos neurônios estão trabalhando. Sinais bioquímicos e elétricos realizam esse trabalho. Os cientistas podem detectar esses sinais e interpretar o que eles significam usando a tecnologia de eletroencefalografia (EEG). EEG pode ler sinais do cérebro humano e enviá-los para amplificadores. Os sinais amplificados são então interpretados por um programa de computador de BCI, que usa os sinais para controlar um dispositivo.
Aquisição de Sinais
ECoG, LFP, EEG, SU, Outros
Processamento de Sinais
Autorregressivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciais Comuns, Filtro Laplaciano, Wavelets, Outros
Exemplos de Dispositivos Efetuadores
Soletradores
Cursores
Cadeiras de Rodas
Drones
Brinquedos
Videogames
Internet das Coisas (IoT)
Braços Robóticos
O que é uma BCI?
Uma BCI também pode ser chamada de interface cérebro-máquina, interface de controle neural, interface mente-máquina ou interface neural direta. Uma BCI permite a comunicação direta entre o cérebro e um dispositivo externo, frequentemente para controlar sua atividade. As BCIs leem sinais do cérebro e usam algoritmos de aprendizado de máquina para traduzir os sinais em uma ação externa.
A cofundadora e CEO da Emotiv, Tan Le, explica as soluções e a tecnologia de BCI nesta palestra do TED de 2010:
BCI e EEG
As BCI baseadas em EEG são caracterizadas pela técnica de usar eletrodos de EEG não invasivos para medir a atividade cerebral e traduzir os sinais cerebrais registrados em comandos.
As BCIs detectam mudanças na atividade cerebral medidas por meio de um EEG. As tecnologias de BCI então transmitem esses sinais para algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para identificar a atividade cerebral de EEG associada a certas emoções, ações e expressões. Quando os algoritmos identificam uma atividade cerebral de EEG correspondente, a BCI pode transmitir comandos externos para controlar um dispositivo (como um cursor de computador, braço robótico ou cadeira de rodas).
Os dispositivos foram programados para interpretar e executar esses comandos, seja controlando um objeto físico ou uma interface digital. Um indivíduo usando um dispositivo de EEG pode pensar “mover para a esquerda” e o cursor se move para a esquerda — esse é um exemplo de uma ação externa realizada em uma interface digital.
Para que é Usada uma BCI?
Pesquisa de Interface Cérebro-Computador
A pesquisa de BCI (também chamada de pesquisa de interface cérebro-máquina) representa um campo em rápido crescimento. Pesquisadores acadêmicos têm estudado se os usuários de BCI podem interagir diretamente com softwares de computador apenas por meio da atividade cerebral. Um estudo testou um sistema de BCI em sua capacidade de detectar e classificar a atividade cerebral com as suas ações mentais associadas. Os resultados mostraram que o sistema pôde realizar todas as ações mentais com sucesso e melhorou com dados de treinamento adicionais.
Devido à sua capacidade de manipular dispositivos externos por meio da atividade cerebral, uma grande parte da pesquisa de interface cérebro-computador foca no controle remoto. Pesquisadores de BCI também têm usado robôs humanoides controlados por dispositivos BCI para manipular um ambiente remoto. A BCI permite que o usuário controle convenientemente o robô no ambiente remoto. O usuário humano recebe feedback do robô, o que o ajuda a sentir total imersão no ambiente remoto. Isso pode ser útil em vários casos de uso de BCI, incluindo operações militares, operações médicas e gestão de desastres ou operações de busca e resgate.
Os pesquisadores também estão usando a BCI para entender o que as redes neurais estão fazendo em tempo real. A maioria dos sistemas de tecidos neurais é compreendida no nível do neurônio individual ou filosofada no nível cognitivo. A BCI está sendo usada para estudar como sistemas de tecidos específicos respondem à estimulação elétrica e o que isso pode significar no nível cognitivo.
***Isenção de Responsabilidade – Os produtos Emotiv destinam-se a ser usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como dispositivos médicos — conforme definido na diretiva da UE 93/42/CEE. Nossos produtos não são projetados ou destinados a ser usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Interfaces Cérebro-Computador na Reabilitação Neurológica
As interfaces cérebro-computador podem ajudar indivíduos que não têm o uso de seus membros, necessitam de dispositivos assistivos ou são incapazes de falar. O uso de interfaces cérebro-computador na reabilitação neurológica (o processo auxiliado por médicos que visa ajudar indivíduos com distúrbios, lesões ou doenças do sistema nervoso) pode ajudar a melhorar a habilidade de um indivíduo de navegar pelas experiências do dia a dia. As BCIs são frequentemente usadas para reabilitação após um AVC ou lesão. No futuro, poderemos ver produtos médicos de BCI usados em cirurgias ou outras operações médicas.
A BCI capacita indivíduos com deficiências motoras a usarem sua atividade cerebral para controlar objetos em seu ambiente e se comunicar. As interfaces cérebro-computador que usam sinais de EEG podem ajudá-los a controlar uma prótese de membro ou uma interface de computador.
Jogos com Interface Cérebro-Computador
O software de BCI pode “traduzir” comandos mentais extraídos de dados de EEG em comandos em um videogame. Em jogos com interface cérebro-computador, os indivíduos usam um headset de EEG enquanto jogam jogos de VR projetados para controlar objetos virtuais. Nos jogos com BCI, em vez de usar um controle de jogo tradicional, o indivíduo usa comandos mentais para permitir ações baseadas em movimento no jogo — como “empurrar”, “puxar” ou “pular”. A BCI processa os comandos mentais do EEG e aciona a ação correspondente no jogo de VR (realidade virtual com interface neural direta).
O Emotiv EPOC estreou como um controle de videogame em 2011. Embora estivesse à frente de seu tempo, avanços no hardware de EEG, software e inteligência artificial tornam o ato de jogar videogames com o cérebro mais fácil do que nunca.
ANTES: Jogando Spirit Mountain sem as mãos com o EPOC+ em 2011. (Fonte) Spirit Mountain foi desenvolvido do zero para jogos com BCI. |
AGORA: Jogando Elden Ring sem as mãos com o Epoc X em 2024. (Fonte) Elden Ring foi desenvolvido para PC e consoles. Um controle personalizado de BCI foi desenvolvido usando a Cortex API, permitindo jogar sem as mãos. |
Baixar o Software EmotivBCI
Desenvolver Jogos de BCI
Compartilhe seus projetos de BCI conosco! Marque #EMOTIV nas redes sociais ou envie um e-mail para hello@emotiv.com.
Precisa de mais ajuda? CONTATE-NOS
Como as Interfaces Cérebro-Computador Podem Mudar Nossas Vidas?
As BCIs representam possibilidades de mudança de vida para indivíduos com deficiências motoras, pois permitem que realizem ações físicas que de outra forma não conseguiriam. A BCI traduz sinais cerebrais em resultados de comando usando algoritmos de inteligência artificial. Esses comandos podem ser usados para controlar cadeiras de rodas, próteses de membros ou outras tecnologias assistivas.
A tecnologia de BCI tem o potencial de facilitar as tarefas diárias para indivíduos de todos os níveis de habilidade. Por exemplo, as BCIs podem eliminar a necessidade de digitar ou dar comandos de voz — os indivíduos poderiam emitir comandos de navegação e entrada para um computador por meio da atividade cerebral.
Questões Éticas sobre Interface Cérebro-Computador
Com as possibilidades de mudança de vida da tecnologia de BCI, surgem também implicações éticas. À medida que o campo da pesquisa de interface cérebro-computador cresce e a tecnologia nas aplicações de interface cérebro-computador continua a melhorar, uma série de questões éticas sobre a interface cérebro-computador foram levantadas.
Questões de Segurança da BCI
Uma BCI é uma aplicação de software e, como qualquer software que envia informações para um dispositivo externo, os dados transmitidos podem ser extraídos para fins maliciosos. A segurança é especialmente crítica na tecnologia de BCI porque a BCI captura sinais diretamente do sistema nervoso de um indivíduo. Embora a BCI atualmente não consiga extrair as intenções, pensamentos privados de um usuário ou o que ele está lendo ou visualizando, a combinação de dados de BCI com estímulos específicos pode um dia tornar isso possível. A BCI poderia ser usada para determinar o estado de saúde de um usuário ou a familiaridade com certos eventos, o que apresenta um risco significativo à privacidade.
Questões de Privacidade da BCI
Da mesma forma, a privacidade é uma questão importante na ética da BCI, uma vez que os sinais neurais capturados podem ser usados para obter acesso às informações privadas de um usuário. Especialistas em ética levantaram preocupações sobre como os dados de BCI são armazenados e protegidos. Por exemplo, os dados de BCI deveriam ser tratados como dados médicos ou como dados comerciais? Os dados de BCI deveriam ser anonimizados? Como os usuários sabem se seus dados de BCI foram usados para fins comerciais? Embora grande parte da discussão em torno das questões éticas da interface cérebro-computador ainda esteja sendo moldada, as questões de privacidade e segurança continuam sendo as principais preocupações.
Saiba como a Emotiv mantém seus dados cerebrais seguros.
Casos de Uso de BCI
Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns de interface cérebro-computador em uso hoje:
Neurociência
Militar
Medicina
Resgate/Gestão de Desastres
Segurança
Educação
Reabilitação
Uma Breve História da BCI
O ponto mais antigo na história da BCI pode ser rastreado até o fisiologista e psiquiatra alemão Hans Berger. Berger inventou o eletroencefalograma, um dispositivo que registra sinais de EEG. Ele é creditado por registrar as primeiras ondas cerebrais de EEG humano em 1924.
O experimento de BCI publicado mais antigo consistiu no uso de EEG para mover um cursor em uma tela. Esse experimento de 1977 foi o primeiro uso bem-sucedido registrado de BCI em um laboratório.
Um experimento monumental de 1988 conduzido por Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov e Liljana Bozinovska usou BCI e EEG para controlar um robô. O indivíduo direcionou o robô para seguir uma linha no chão enviando sinais cerebrais de uma máquina de EEG para o software de BCI conectado ao robô. Esse experimento foi o primeiro a controlar com sucesso um objeto físico usando uma máquina de EEG.
Desde então, uma variedade de empresas de neurotecnologia foram formadas com o objetivo de tornar os implantes de BCI e a tecnologia vestível seguros e eficazes para o uso diário. A Emotiv foi a primeira a introduzir um headset de EEG sem fio em 2011.
Mais recentemente, em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, uma pessoa com tetraplegia, tornou-se a primeira pessoa na história a pilotar um carro de F1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças às tecnologias de BCI e a um headset de EEG da Emotiv.
A Neuralink, do empresário Elon Musk, é um empreendimento focado em criar dispositivos de BCI que possam ser implantados no cérebro humano. Em 2024, um participante chamado Alex controlou com sucesso um cursor e jogou um videogame usando suas ondas cerebrais.
O Facebook também anunciou em 2017 que estava construindo uma BCI. A interface cérebro-computador do Facebook visa permitir que os usuários digitem usando apenas suas ondas cerebrais através de interfaces cérebro-computador não invasivas.
Quem Inventou as Interfaces Cérebro-Computador?
O professor da UCLA Jacques Vidal cunhou o termo “BCI” e produziu as primeiras publicações revisadas por pares sobre o tema. Vidal é amplamente reconhecido como o inventor das BCIs, conforme refletido em artigos revisados por pares.
A Emotiv Oferece Dispositivos de Interface Cérebro-Computador?
Sim! A Emotiv é uma pioneira reconhecida e líder de mercado no campo de BCI para soluções corporativas, uso pessoal e tecnologia de EEG sem fio.
A Emotiv oferece dispositivos de interface cérebro-computador que podem ser emparelhados com o seu software de interface cérebro-computador chamado EmotivBCI. O EmotivBCI pode ser usado diretamente para implementar uma BCI em um computador. Ele também pode ser emparelhado com a plataforma gratuita de código aberto NodeRed, que conecta as saídas de BCI a muitos dispositivos de hardware externos compatíveis para implementar o controle mental direto sobre equipamentos do mundo real. O EmotivBCI e o NodeRed permitem que desenvolvedores criem aplicações de BCI. Os dispositivos de interface cérebro-computador da Emotiv incluem os headsets de EEG Emotiv Insight e Emotiv Epoc X.
Ver todos os produtos BCI da EMOTIV
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Acima: Uma mulher controla um drone de controle remoto com o Emotiv Insight.
Definição de Interface Cérebro-Computador
O que significa BCI? Uma BCI (interface cérebro-computador) é uma tecnologia que envia e recebe sinais entre o cérebro e um dispositivo externo. As interfaces cérebro-computador também são chamadas de interfaces cérebro-máquina. As BCIs coletam e interpretam sinais cerebrais e os transmitem para uma máquina conectada que emite comandos associados aos sinais recebidos.
Uma definição simplificada de BCI poderia descrever a tecnologia como um link de comunicação entre o cérebro e um dispositivo externo.
BCI Passiva vs. BCI Ativa
As BCIs podem ser passivas ou ativas. Uma BCI passiva apenas interpreta os sinais cerebrais para fornecer informações sobre o estado cognitivo de um indivíduo. Por exemplo, ela pode detectar o estado emocional de um usuário durante um estudo de pesquisa de mercado de consumo ou programa de treinamento.
Acima: Nathalie Labrégère, que nasceu com deficiência motora cerebral, usa BCI ativa e um headset Epoc X para controlar um braço de exoesqueleto no revezamento da tocha dos Jogos Paralímpicos de 2024. Saiba mais
Uma BCI ativa exige que os usuários modulem ativamente seus sinais cerebrais para interagir com um dispositivo externo. Por exemplo, um usuário pode imaginar mover seu braço, fazendo com que um braço robótico se mova de maneira semelhante.
Como Funciona uma BCI?
Nossos cérebros estão cheios de células chamadas neurônios. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos ou lembramos de algo, nossos neurônios estão trabalhando. Sinais bioquímicos e elétricos realizam esse trabalho. Os cientistas podem detectar esses sinais e interpretar o que eles significam usando a tecnologia de eletroencefalografia (EEG). EEG pode ler sinais do cérebro humano e enviá-los para amplificadores. Os sinais amplificados são então interpretados por um programa de computador de BCI, que usa os sinais para controlar um dispositivo.
Aquisição de Sinais
ECoG, LFP, EEG, SU, Outros
Processamento de Sinais
Autorregressivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciais Comuns, Filtro Laplaciano, Wavelets, Outros
Exemplos de Dispositivos Efetuadores
Soletradores
Cursores
Cadeiras de Rodas
Drones
Brinquedos
Videogames
Internet das Coisas (IoT)
Braços Robóticos
O que é uma BCI?
Uma BCI também pode ser chamada de interface cérebro-máquina, interface de controle neural, interface mente-máquina ou interface neural direta. Uma BCI permite a comunicação direta entre o cérebro e um dispositivo externo, frequentemente para controlar sua atividade. As BCIs leem sinais do cérebro e usam algoritmos de aprendizado de máquina para traduzir os sinais em uma ação externa.
A cofundadora e CEO da Emotiv, Tan Le, explica as soluções e a tecnologia de BCI nesta palestra do TED de 2010:
BCI e EEG
As BCI baseadas em EEG são caracterizadas pela técnica de usar eletrodos de EEG não invasivos para medir a atividade cerebral e traduzir os sinais cerebrais registrados em comandos.
As BCIs detectam mudanças na atividade cerebral medidas por meio de um EEG. As tecnologias de BCI então transmitem esses sinais para algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para identificar a atividade cerebral de EEG associada a certas emoções, ações e expressões. Quando os algoritmos identificam uma atividade cerebral de EEG correspondente, a BCI pode transmitir comandos externos para controlar um dispositivo (como um cursor de computador, braço robótico ou cadeira de rodas).
Os dispositivos foram programados para interpretar e executar esses comandos, seja controlando um objeto físico ou uma interface digital. Um indivíduo usando um dispositivo de EEG pode pensar “mover para a esquerda” e o cursor se move para a esquerda — esse é um exemplo de uma ação externa realizada em uma interface digital.
Para que é Usada uma BCI?
Pesquisa de Interface Cérebro-Computador
A pesquisa de BCI (também chamada de pesquisa de interface cérebro-máquina) representa um campo em rápido crescimento. Pesquisadores acadêmicos têm estudado se os usuários de BCI podem interagir diretamente com softwares de computador apenas por meio da atividade cerebral. Um estudo testou um sistema de BCI em sua capacidade de detectar e classificar a atividade cerebral com as suas ações mentais associadas. Os resultados mostraram que o sistema pôde realizar todas as ações mentais com sucesso e melhorou com dados de treinamento adicionais.
Devido à sua capacidade de manipular dispositivos externos por meio da atividade cerebral, uma grande parte da pesquisa de interface cérebro-computador foca no controle remoto. Pesquisadores de BCI também têm usado robôs humanoides controlados por dispositivos BCI para manipular um ambiente remoto. A BCI permite que o usuário controle convenientemente o robô no ambiente remoto. O usuário humano recebe feedback do robô, o que o ajuda a sentir total imersão no ambiente remoto. Isso pode ser útil em vários casos de uso de BCI, incluindo operações militares, operações médicas e gestão de desastres ou operações de busca e resgate.
Os pesquisadores também estão usando a BCI para entender o que as redes neurais estão fazendo em tempo real. A maioria dos sistemas de tecidos neurais é compreendida no nível do neurônio individual ou filosofada no nível cognitivo. A BCI está sendo usada para estudar como sistemas de tecidos específicos respondem à estimulação elétrica e o que isso pode significar no nível cognitivo.
***Isenção de Responsabilidade – Os produtos Emotiv destinam-se a ser usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como dispositivos médicos — conforme definido na diretiva da UE 93/42/CEE. Nossos produtos não são projetados ou destinados a ser usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Interfaces Cérebro-Computador na Reabilitação Neurológica
As interfaces cérebro-computador podem ajudar indivíduos que não têm o uso de seus membros, necessitam de dispositivos assistivos ou são incapazes de falar. O uso de interfaces cérebro-computador na reabilitação neurológica (o processo auxiliado por médicos que visa ajudar indivíduos com distúrbios, lesões ou doenças do sistema nervoso) pode ajudar a melhorar a habilidade de um indivíduo de navegar pelas experiências do dia a dia. As BCIs são frequentemente usadas para reabilitação após um AVC ou lesão. No futuro, poderemos ver produtos médicos de BCI usados em cirurgias ou outras operações médicas.
A BCI capacita indivíduos com deficiências motoras a usarem sua atividade cerebral para controlar objetos em seu ambiente e se comunicar. As interfaces cérebro-computador que usam sinais de EEG podem ajudá-los a controlar uma prótese de membro ou uma interface de computador.
Jogos com Interface Cérebro-Computador
O software de BCI pode “traduzir” comandos mentais extraídos de dados de EEG em comandos em um videogame. Em jogos com interface cérebro-computador, os indivíduos usam um headset de EEG enquanto jogam jogos de VR projetados para controlar objetos virtuais. Nos jogos com BCI, em vez de usar um controle de jogo tradicional, o indivíduo usa comandos mentais para permitir ações baseadas em movimento no jogo — como “empurrar”, “puxar” ou “pular”. A BCI processa os comandos mentais do EEG e aciona a ação correspondente no jogo de VR (realidade virtual com interface neural direta).
O Emotiv EPOC estreou como um controle de videogame em 2011. Embora estivesse à frente de seu tempo, avanços no hardware de EEG, software e inteligência artificial tornam o ato de jogar videogames com o cérebro mais fácil do que nunca.
ANTES: Jogando Spirit Mountain sem as mãos com o EPOC+ em 2011. (Fonte) Spirit Mountain foi desenvolvido do zero para jogos com BCI. |
AGORA: Jogando Elden Ring sem as mãos com o Epoc X em 2024. (Fonte) Elden Ring foi desenvolvido para PC e consoles. Um controle personalizado de BCI foi desenvolvido usando a Cortex API, permitindo jogar sem as mãos. |
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Como as Interfaces Cérebro-Computador Podem Mudar Nossas Vidas?
As BCIs representam possibilidades de mudança de vida para indivíduos com deficiências motoras, pois permitem que realizem ações físicas que de outra forma não conseguiriam. A BCI traduz sinais cerebrais em resultados de comando usando algoritmos de inteligência artificial. Esses comandos podem ser usados para controlar cadeiras de rodas, próteses de membros ou outras tecnologias assistivas.
A tecnologia de BCI tem o potencial de facilitar as tarefas diárias para indivíduos de todos os níveis de habilidade. Por exemplo, as BCIs podem eliminar a necessidade de digitar ou dar comandos de voz — os indivíduos poderiam emitir comandos de navegação e entrada para um computador por meio da atividade cerebral.
Questões Éticas sobre Interface Cérebro-Computador
Com as possibilidades de mudança de vida da tecnologia de BCI, surgem também implicações éticas. À medida que o campo da pesquisa de interface cérebro-computador cresce e a tecnologia nas aplicações de interface cérebro-computador continua a melhorar, uma série de questões éticas sobre a interface cérebro-computador foram levantadas.
Questões de Segurança da BCI
Uma BCI é uma aplicação de software e, como qualquer software que envia informações para um dispositivo externo, os dados transmitidos podem ser extraídos para fins maliciosos. A segurança é especialmente crítica na tecnologia de BCI porque a BCI captura sinais diretamente do sistema nervoso de um indivíduo. Embora a BCI atualmente não consiga extrair as intenções, pensamentos privados de um usuário ou o que ele está lendo ou visualizando, a combinação de dados de BCI com estímulos específicos pode um dia tornar isso possível. A BCI poderia ser usada para determinar o estado de saúde de um usuário ou a familiaridade com certos eventos, o que apresenta um risco significativo à privacidade.
Questões de Privacidade da BCI
Da mesma forma, a privacidade é uma questão importante na ética da BCI, uma vez que os sinais neurais capturados podem ser usados para obter acesso às informações privadas de um usuário. Especialistas em ética levantaram preocupações sobre como os dados de BCI são armazenados e protegidos. Por exemplo, os dados de BCI deveriam ser tratados como dados médicos ou como dados comerciais? Os dados de BCI deveriam ser anonimizados? Como os usuários sabem se seus dados de BCI foram usados para fins comerciais? Embora grande parte da discussão em torno das questões éticas da interface cérebro-computador ainda esteja sendo moldada, as questões de privacidade e segurança continuam sendo as principais preocupações.
Saiba como a Emotiv mantém seus dados cerebrais seguros.
Casos de Uso de BCI
Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns de interface cérebro-computador em uso hoje:
Neurociência
Militar
Medicina
Resgate/Gestão de Desastres
Segurança
Educação
Reabilitação
Uma Breve História da BCI
O ponto mais antigo na história da BCI pode ser rastreado até o fisiologista e psiquiatra alemão Hans Berger. Berger inventou o eletroencefalograma, um dispositivo que registra sinais de EEG. Ele é creditado por registrar as primeiras ondas cerebrais de EEG humano em 1924.
O experimento de BCI publicado mais antigo consistiu no uso de EEG para mover um cursor em uma tela. Esse experimento de 1977 foi o primeiro uso bem-sucedido registrado de BCI em um laboratório.
Um experimento monumental de 1988 conduzido por Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov e Liljana Bozinovska usou BCI e EEG para controlar um robô. O indivíduo direcionou o robô para seguir uma linha no chão enviando sinais cerebrais de uma máquina de EEG para o software de BCI conectado ao robô. Esse experimento foi o primeiro a controlar com sucesso um objeto físico usando uma máquina de EEG.
Desde então, uma variedade de empresas de neurotecnologia foram formadas com o objetivo de tornar os implantes de BCI e a tecnologia vestível seguros e eficazes para o uso diário. A Emotiv foi a primeira a introduzir um headset de EEG sem fio em 2011.
Mais recentemente, em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, uma pessoa com tetraplegia, tornou-se a primeira pessoa na história a pilotar um carro de F1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças às tecnologias de BCI e a um headset de EEG da Emotiv.
A Neuralink, do empresário Elon Musk, é um empreendimento focado em criar dispositivos de BCI que possam ser implantados no cérebro humano. Em 2024, um participante chamado Alex controlou com sucesso um cursor e jogou um videogame usando suas ondas cerebrais.
O Facebook também anunciou em 2017 que estava construindo uma BCI. A interface cérebro-computador do Facebook visa permitir que os usuários digitem usando apenas suas ondas cerebrais através de interfaces cérebro-computador não invasivas.
Quem Inventou as Interfaces Cérebro-Computador?
O professor da UCLA Jacques Vidal cunhou o termo “BCI” e produziu as primeiras publicações revisadas por pares sobre o tema. Vidal é amplamente reconhecido como o inventor das BCIs, conforme refletido em artigos revisados por pares.
A Emotiv Oferece Dispositivos de Interface Cérebro-Computador?
Sim! A Emotiv é uma pioneira reconhecida e líder de mercado no campo de BCI para soluções corporativas, uso pessoal e tecnologia de EEG sem fio.
A Emotiv oferece dispositivos de interface cérebro-computador que podem ser emparelhados com o seu software de interface cérebro-computador chamado EmotivBCI. O EmotivBCI pode ser usado diretamente para implementar uma BCI em um computador. Ele também pode ser emparelhado com a plataforma gratuita de código aberto NodeRed, que conecta as saídas de BCI a muitos dispositivos de hardware externos compatíveis para implementar o controle mental direto sobre equipamentos do mundo real. O EmotivBCI e o NodeRed permitem que desenvolvedores criem aplicações de BCI. Os dispositivos de interface cérebro-computador da Emotiv incluem os headsets de EEG Emotiv Insight e Emotiv Epoc X.
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