Guia de Interface Cérebro-Computador
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Acima: Uma mulher controla um drone RC com 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. Interfaces cérebro-computador também são chamadas de interfaces cérebro-máquina. As BCIs coletam e interpretam sinais do cérebro e os transmitem a uma máquina conectada que emite comandos associados aos sinais recebidos.
Uma definição simplificada de BCI pode 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 sinais do cérebro para fornecer insights sobre o estado cognitivo de um indivíduo. Por exemplo, pode detectar o estado emocional de um usuário durante um estudo de pesquisa de consumidores ou programa de treinamento.
Acima: Nathalie Labrégère, nascida com uma deficiência motora cerebral, usa a BCI ativa e um fone de ouvido 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 forma 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 em operação. Sinais bioquímicos e elétricos realizam esse trabalho. 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 BCI, que usa os sinais para controlar um dispositivo.
Aquisição de Sinais
ECoG, LFP, EEG, SU, Outros
Processamento de Sinais
Autoregressivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciais Comuns, Filtro Laplaciano, Wavelets, Outros
Exemplos de Dispositivos Efetores
Alfabetizadores
Cursors
Cadeiras de rodas
Drones
Brinquedos
Video games
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 soluções e tecnologia de BCI nesta palestra TED de 2010:
BCI e EEG
BCIs baseadas em EEG são caracterizadas pela técnica de usar eletrodos EEG não invasivos para medir a atividade cerebral e traduzir os sinais cerebrais registrados em comandos.
As BCIs detectam mudanças na atividade cerebral medida através de um EEG. As tecnologias BCI então transmitem esses sinais para algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para identificar a atividade cerebral do EEG associada a certas emoções, ações e expressões. Quando os algoritmos identificam a atividade cerebral correspondente do EEG, 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 sujeito usando um dispositivo 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 estudaram se os usuários de BCI podem interagir diretamente com o software do computador apenas através da atividade cerebral. Um estudo testou um sistema BCI em sua capacidade de detectar e classificar a atividade cerebral com suas ações mentais associadas. Os resultados mostraram que o sistema conseguiu realizar todas as ações mentais com sucesso e melhorou com dados de treinamento adicionais.
Devido à sua capacidade de manipular dispositivos externos através da atividade cerebral, uma grande parte da pesquisa de interface cérebro-computador se concentra no controle remoto. Pesquisadores de BCI também usaram 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 gerenciamento de desastres ou operações de busca e resgate.
Pesquisadores também estão usando BCI para entender o que redes neuronais estão fazendo em tempo real. A maioria dos sistemas de tecido neural é entendida no nível do neurônio individual ou filosofada a nível cognitivo. BCI está sendo usada para estudar como sistemas de tecidos específicos respondem à estimulação elétrica e o que isso poderia significar a nível cognitivo.
***Isenção de responsabilidade – Os produtos EMOTIV são destinados a serem 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/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Interfaces Cérebro-computador na Reabilitação Neurológica
Interfaces cérebro-computador podem ajudar indivíduos que não têm uso de seus membros, requerem dispositivos assistivos ou são incapazes de falar. O uso de interfaces cérebro-computador na reabilitação neurológica (o processo assistido por médico que visa ajudar indivíduos com distúrbios, lesões ou doenças do sistema nervoso) pode ajudar a melhorar a capacidade de um indivíduo de navegar por experiências diárias. As BCIs são frequentemente usadas para reabilitação após um AVC ou lesão. No futuro, podemos ver produtos médicos BCI utilizados em cirurgias ou outras operações médicas.
A BCI permite que sujeitos com deficiências motoras usem sua atividade cerebral para controlar objetos em seu ambiente e se comunicar. Interfaces cérebro-computador usando sinais EEG podem ajudá-los a controlar um membro protético ou interface de computador.
Jogos com Interface Cérebro-computador
O software BCI pode “traduzir” comandos mentais de dados EEG em comandos em um videogame. Em jogos com interface cérebro-computador, os sujeitos usam um fone de ouvido EEG enquanto jogam jogos de VR projetados para controlar objetos virtuais. Em jogos BCI, em vez de usar um controlador de jogo tradicional, o sujeito usa comandos mentais para ativar ações baseadas em movimento no jogo — como “empurrar”, “puxar” ou “pular”. A BCI processa comandos mentais do EEG e aciona a ação correspondente no jogo de VR (interface neural direta de realidade virtual).
O EMOTIV EPOC estreou como um controlador de videogame em 2011. Embora à frente de seu tempo, os avanços em hardware EEG, software e inteligência artificial facilitam jogar videogames com o cérebro mais do que nunca.
ENTÃO: Jogando Spirit Mountain sem as mãos com EPOC+ em 2011. (Fonte) Spirit Mountain foi desenvolvido do zero para jogos de BCI. |
 AGORA: Jogando Elden Ring sem as mãos com EPOC X em 2024. (Fonte) Elden Ring foi desenvolvido para PC e consoles. Um controlador BCI personalizado foi desenvolvido usando a Cortex API, permitindo uma jogabilidade sem as mãos. |
Baixar o Software EmotivBCI
Desenvolver Jogos BCI
Compartilhe seus Projetos BCI conosco! Marque #EMOTIV nas redes sociais ou envie um e-mail hello@emotiv.com.
Precisa de mais ajuda? CONTATE-NOS
Como as Interfaces Cérebro-computador Podem Mudar Nossas Vidas?
As BCIs representam possibilidades transformadoras de vida para sujeitos 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, membros protéticos ou outras tecnologias assistivas.
A tecnologia BCI tem o potencial de tornar tarefas diárias mais fáceis para indivíduos de todos os níveis de habilidade. Por exemplo, as BCIs podem eliminar a necessidade de digitar ou dar comandos de voz — os sujeitos poderiam emitir comandos de navegação e entrada para um computador através da atividade cerebral.
Questões Éticas da Interface Cérebro-computador
Com as possibilidades transformadoras da tecnologia BCI vem 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 da interface cérebro-computador foram levantadas.
Questões de Segurança BCI
Uma BCI é um aplicativo de software e, como qualquer software que envia informações para um dispositivo externo, os dados transmitidos podem ser extraídos para fins nefastos. A segurança é especialmente crítica na tecnologia BCI porque a BCI captura sinais diretamente do sistema nervoso de um sujeito. Embora a BCI não possa atualmente extrair as intenções de um usuário, pensamentos privados ou o que estão lendo ou visualizando, a combinação de dados 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 familiaridade com certos eventos, o que representa um risco significativo à privacidade.
Questões de Privacidade BCI
Da mesma forma, a privacidade é uma questão importante na ética BCI, uma vez que os sinais neuronais capturados podem ser usados para acessar informações privadas de um usuário. Éticos levantaram preocupações sobre como os dados BCI são armazenados e protegidos. Por exemplo, os dados BCI deveriam ser tratados como dados médicos ou como dados comerciais? Os dados BCI deveriam ser anonimizados? Como os usuários sabem se seus dados BCI foram usados para fins comerciais? Embora grande parte da discussão sobre questões éticas da interface cérebro-computador ainda esteja sendo moldada, questões de privacidade e segurança continuam a ser preocupações principais.
Saiba como a EMOTIV mantém seus dados cerebrais seguros.
Casos de Uso da BCI
Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns de interfaces cérebro-computador em uso hoje:
Neurociência
Militar
Medicina
Gerenciamento de Resgate/Desastres
Segurança
Educação
Reabilitação
Uma Breve História da BCI
O ponto mais antigo na história da BCI pode ser atribuído ao 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 primeiro experimento publicado de BCI consistiu em usar EEG para mover um cursor na tela. Este experimento de 1977 foi o primeiro uso registrado com sucesso 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 sujeito direcionou o robô a seguir uma linha no chão enviando sinais cerebrais de uma máquina de EEG para o software BCI conectado ao robô. Este 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 BCI e a tecnologia vestível seguras e eficazes para uso diário. A EMOTIV foi a primeira a introduzir um fone de ouvido EEG sem fio em 2011.
Mais recentemente, em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, um quadriplégico, se tornou a primeira pessoa a dirigir um carro de F1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças às tecnologias BCI e a um fone de ouvido EEG EMOTIV.
O empreendedor Elon Musk's Neuralink é um empreendimento centrado na criação de dispositivos BCI que podem ser implantados no cérebro humano. Em 2024, um participante chamado Alex controlou com sucesso um cursor e jogou um videogame com 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 apenas com suas ondas cerebrais através de interfaces cérebro-computador não invasivas.
Quem Inventou as Interfaces Cérebro-computador?
O Professor Jacques Vidal, da UCLA, cunhou o termo “BCI” e produziu as primeiras publicações revisadas por pares sobre este tópico. Vidal é amplamente reconhecido como o inventor das BCIs, como 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 empresariais, uso pessoal e tecnologia EEG sem fio.
A EMOTIV oferece dispositivos de interface cérebro-computador que podem ser emparelhados com seu software de interface cérebro-computador chamado EmotivBCI. O EmotivBCI pode ser usado diretamente para implementar uma BCI dentro de um computador. Também pode ser emparelhado com a plataforma gratuita de código aberto NodeRed, que interage com as saídas de BCI para muitos dispositivos de hardware externos compatíveis para implementar controle mental direto sobre equipamentos do mundo real. EmotivBCI e NodeRed permitem que desenvolvedores criem aplicações BCI. Os dispositivos de interface cérebro-computador da EMOTIV incluem o EMOTIV Insight e os fones de ouvido EEG EMOTIV EPOC X.
Veja todos os produtos EMOTI BCI
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Acima: Uma mulher controla um drone RC com 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. Interfaces cérebro-computador também são chamadas de interfaces cérebro-máquina. As BCIs coletam e interpretam sinais do cérebro e os transmitem a uma máquina conectada que emite comandos associados aos sinais recebidos.
Uma definição simplificada de BCI pode 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 sinais do cérebro para fornecer insights sobre o estado cognitivo de um indivíduo. Por exemplo, pode detectar o estado emocional de um usuário durante um estudo de pesquisa de consumidores ou programa de treinamento.
Acima: Nathalie Labrégère, nascida com uma deficiência motora cerebral, usa a BCI ativa e um fone de ouvido 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 forma 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 em operação. Sinais bioquímicos e elétricos realizam esse trabalho. 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 BCI, que usa os sinais para controlar um dispositivo.
Aquisição de Sinais
ECoG, LFP, EEG, SU, Outros
Processamento de Sinais
Autoregressivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciais Comuns, Filtro Laplaciano, Wavelets, Outros
Exemplos de Dispositivos Efetores
Alfabetizadores
Cursors
Cadeiras de rodas
Drones
Brinquedos
Video games
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 soluções e tecnologia de BCI nesta palestra TED de 2010:
BCI e EEG
BCIs baseadas em EEG são caracterizadas pela técnica de usar eletrodos EEG não invasivos para medir a atividade cerebral e traduzir os sinais cerebrais registrados em comandos.
As BCIs detectam mudanças na atividade cerebral medida através de um EEG. As tecnologias BCI então transmitem esses sinais para algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para identificar a atividade cerebral do EEG associada a certas emoções, ações e expressões. Quando os algoritmos identificam a atividade cerebral correspondente do EEG, 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 sujeito usando um dispositivo 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 estudaram se os usuários de BCI podem interagir diretamente com o software do computador apenas através da atividade cerebral. Um estudo testou um sistema BCI em sua capacidade de detectar e classificar a atividade cerebral com suas ações mentais associadas. Os resultados mostraram que o sistema conseguiu realizar todas as ações mentais com sucesso e melhorou com dados de treinamento adicionais.
Devido à sua capacidade de manipular dispositivos externos através da atividade cerebral, uma grande parte da pesquisa de interface cérebro-computador se concentra no controle remoto. Pesquisadores de BCI também usaram 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 gerenciamento de desastres ou operações de busca e resgate.
Pesquisadores também estão usando BCI para entender o que redes neuronais estão fazendo em tempo real. A maioria dos sistemas de tecido neural é entendida no nível do neurônio individual ou filosofada a nível cognitivo. BCI está sendo usada para estudar como sistemas de tecidos específicos respondem à estimulação elétrica e o que isso poderia significar a nível cognitivo.
***Isenção de responsabilidade – Os produtos EMOTIV são destinados a serem 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/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Interfaces Cérebro-computador na Reabilitação Neurológica
Interfaces cérebro-computador podem ajudar indivíduos que não têm uso de seus membros, requerem dispositivos assistivos ou são incapazes de falar. O uso de interfaces cérebro-computador na reabilitação neurológica (o processo assistido por médico que visa ajudar indivíduos com distúrbios, lesões ou doenças do sistema nervoso) pode ajudar a melhorar a capacidade de um indivíduo de navegar por experiências diárias. As BCIs são frequentemente usadas para reabilitação após um AVC ou lesão. No futuro, podemos ver produtos médicos BCI utilizados em cirurgias ou outras operações médicas.
A BCI permite que sujeitos com deficiências motoras usem sua atividade cerebral para controlar objetos em seu ambiente e se comunicar. Interfaces cérebro-computador usando sinais EEG podem ajudá-los a controlar um membro protético ou interface de computador.
Jogos com Interface Cérebro-computador
O software BCI pode “traduzir” comandos mentais de dados EEG em comandos em um videogame. Em jogos com interface cérebro-computador, os sujeitos usam um fone de ouvido EEG enquanto jogam jogos de VR projetados para controlar objetos virtuais. Em jogos BCI, em vez de usar um controlador de jogo tradicional, o sujeito usa comandos mentais para ativar ações baseadas em movimento no jogo — como “empurrar”, “puxar” ou “pular”. A BCI processa comandos mentais do EEG e aciona a ação correspondente no jogo de VR (interface neural direta de realidade virtual).
O EMOTIV EPOC estreou como um controlador de videogame em 2011. Embora à frente de seu tempo, os avanços em hardware EEG, software e inteligência artificial facilitam jogar videogames com o cérebro mais do que nunca.
ENTÃO: Jogando Spirit Mountain sem as mãos com EPOC+ em 2011. (Fonte) Spirit Mountain foi desenvolvido do zero para jogos de BCI. |
AGORA: Jogando Elden Ring sem as mãos com EPOC X em 2024. (Fonte) Elden Ring foi desenvolvido para PC e consoles. Um controlador BCI personalizado foi desenvolvido usando a Cortex API, permitindo uma jogabilidade sem as mãos. |
Baixar o Software EmotivBCI
Desenvolver Jogos BCI
Compartilhe seus Projetos BCI conosco! Marque #EMOTIV nas redes sociais ou envie um e-mail hello@emotiv.com.
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Como as Interfaces Cérebro-computador Podem Mudar Nossas Vidas?
As BCIs representam possibilidades transformadoras de vida para sujeitos 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, membros protéticos ou outras tecnologias assistivas.
A tecnologia BCI tem o potencial de tornar tarefas diárias mais fáceis para indivíduos de todos os níveis de habilidade. Por exemplo, as BCIs podem eliminar a necessidade de digitar ou dar comandos de voz — os sujeitos poderiam emitir comandos de navegação e entrada para um computador através da atividade cerebral.
Questões Éticas da Interface Cérebro-computador
Com as possibilidades transformadoras da tecnologia BCI vem 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 da interface cérebro-computador foram levantadas.
Questões de Segurança BCI
Uma BCI é um aplicativo de software e, como qualquer software que envia informações para um dispositivo externo, os dados transmitidos podem ser extraídos para fins nefastos. A segurança é especialmente crítica na tecnologia BCI porque a BCI captura sinais diretamente do sistema nervoso de um sujeito. Embora a BCI não possa atualmente extrair as intenções de um usuário, pensamentos privados ou o que estão lendo ou visualizando, a combinação de dados 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 familiaridade com certos eventos, o que representa um risco significativo à privacidade.
Questões de Privacidade BCI
Da mesma forma, a privacidade é uma questão importante na ética BCI, uma vez que os sinais neuronais capturados podem ser usados para acessar informações privadas de um usuário. Éticos levantaram preocupações sobre como os dados BCI são armazenados e protegidos. Por exemplo, os dados BCI deveriam ser tratados como dados médicos ou como dados comerciais? Os dados BCI deveriam ser anonimizados? Como os usuários sabem se seus dados BCI foram usados para fins comerciais? Embora grande parte da discussão sobre questões éticas da interface cérebro-computador ainda esteja sendo moldada, questões de privacidade e segurança continuam a ser preocupações principais.
Saiba como a EMOTIV mantém seus dados cerebrais seguros.
Casos de Uso da BCI
Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns de interfaces cérebro-computador em uso hoje:
Neurociência
Militar
Medicina
Gerenciamento de Resgate/Desastres
Segurança
Educação
Reabilitação
Uma Breve História da BCI
O ponto mais antigo na história da BCI pode ser atribuído ao 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 primeiro experimento publicado de BCI consistiu em usar EEG para mover um cursor na tela. Este experimento de 1977 foi o primeiro uso registrado com sucesso 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 sujeito direcionou o robô a seguir uma linha no chão enviando sinais cerebrais de uma máquina de EEG para o software BCI conectado ao robô. Este 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 BCI e a tecnologia vestível seguras e eficazes para uso diário. A EMOTIV foi a primeira a introduzir um fone de ouvido EEG sem fio em 2011.
Mais recentemente, em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, um quadriplégico, se tornou a primeira pessoa a dirigir um carro de F1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças às tecnologias BCI e a um fone de ouvido EEG EMOTIV.
O empreendedor Elon Musk's Neuralink é um empreendimento centrado na criação de dispositivos BCI que podem ser implantados no cérebro humano. Em 2024, um participante chamado Alex controlou com sucesso um cursor e jogou um videogame com 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 apenas com suas ondas cerebrais através de interfaces cérebro-computador não invasivas.
Quem Inventou as Interfaces Cérebro-computador?
O Professor Jacques Vidal, da UCLA, cunhou o termo “BCI” e produziu as primeiras publicações revisadas por pares sobre este tópico. Vidal é amplamente reconhecido como o inventor das BCIs, como 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 empresariais, uso pessoal e tecnologia EEG sem fio.
A EMOTIV oferece dispositivos de interface cérebro-computador que podem ser emparelhados com seu software de interface cérebro-computador chamado EmotivBCI. O EmotivBCI pode ser usado diretamente para implementar uma BCI dentro de um computador. Também pode ser emparelhado com a plataforma gratuita de código aberto NodeRed, que interage com as saídas de BCI para muitos dispositivos de hardware externos compatíveis para implementar controle mental direto sobre equipamentos do mundo real. EmotivBCI e NodeRed permitem que desenvolvedores criem aplicações BCI. Os dispositivos de interface cérebro-computador da EMOTIV incluem o EMOTIV Insight e os fones de ouvido EEG EMOTIV EPOC X.
Veja todos os produtos EMOTI BCI
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Acima: Uma mulher controla um drone RC com 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. Interfaces cérebro-computador também são chamadas de interfaces cérebro-máquina. As BCIs coletam e interpretam sinais do cérebro e os transmitem a uma máquina conectada que emite comandos associados aos sinais recebidos.
Uma definição simplificada de BCI pode 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 sinais do cérebro para fornecer insights sobre o estado cognitivo de um indivíduo. Por exemplo, pode detectar o estado emocional de um usuário durante um estudo de pesquisa de consumidores ou programa de treinamento.
Acima: Nathalie Labrégère, nascida com uma deficiência motora cerebral, usa a BCI ativa e um fone de ouvido 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 forma 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 em operação. Sinais bioquímicos e elétricos realizam esse trabalho. 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 BCI, que usa os sinais para controlar um dispositivo.
Aquisição de Sinais
ECoG, LFP, EEG, SU, Outros
Processamento de Sinais
Autoregressivo, Transformada de Fourier, Filtros Espaciais Comuns, Filtro Laplaciano, Wavelets, Outros
Exemplos de Dispositivos Efetores
Alfabetizadores
Cursors
Cadeiras de rodas
Drones
Brinquedos
Video games
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 soluções e tecnologia de BCI nesta palestra TED de 2010:
BCI e EEG
BCIs baseadas em EEG são caracterizadas pela técnica de usar eletrodos EEG não invasivos para medir a atividade cerebral e traduzir os sinais cerebrais registrados em comandos.
As BCIs detectam mudanças na atividade cerebral medida através de um EEG. As tecnologias BCI então transmitem esses sinais para algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para identificar a atividade cerebral do EEG associada a certas emoções, ações e expressões. Quando os algoritmos identificam a atividade cerebral correspondente do EEG, 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 sujeito usando um dispositivo 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 estudaram se os usuários de BCI podem interagir diretamente com o software do computador apenas através da atividade cerebral. Um estudo testou um sistema BCI em sua capacidade de detectar e classificar a atividade cerebral com suas ações mentais associadas. Os resultados mostraram que o sistema conseguiu realizar todas as ações mentais com sucesso e melhorou com dados de treinamento adicionais.
Devido à sua capacidade de manipular dispositivos externos através da atividade cerebral, uma grande parte da pesquisa de interface cérebro-computador se concentra no controle remoto. Pesquisadores de BCI também usaram 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 gerenciamento de desastres ou operações de busca e resgate.
Pesquisadores também estão usando BCI para entender o que redes neuronais estão fazendo em tempo real. A maioria dos sistemas de tecido neural é entendida no nível do neurônio individual ou filosofada a nível cognitivo. BCI está sendo usada para estudar como sistemas de tecidos específicos respondem à estimulação elétrica e o que isso poderia significar a nível cognitivo.
***Isenção de responsabilidade – Os produtos EMOTIV são destinados a serem 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/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Interfaces Cérebro-computador na Reabilitação Neurológica
Interfaces cérebro-computador podem ajudar indivíduos que não têm uso de seus membros, requerem dispositivos assistivos ou são incapazes de falar. O uso de interfaces cérebro-computador na reabilitação neurológica (o processo assistido por médico que visa ajudar indivíduos com distúrbios, lesões ou doenças do sistema nervoso) pode ajudar a melhorar a capacidade de um indivíduo de navegar por experiências diárias. As BCIs são frequentemente usadas para reabilitação após um AVC ou lesão. No futuro, podemos ver produtos médicos BCI utilizados em cirurgias ou outras operações médicas.
A BCI permite que sujeitos com deficiências motoras usem sua atividade cerebral para controlar objetos em seu ambiente e se comunicar. Interfaces cérebro-computador usando sinais EEG podem ajudá-los a controlar um membro protético ou interface de computador.
Jogos com Interface Cérebro-computador
O software BCI pode “traduzir” comandos mentais de dados EEG em comandos em um videogame. Em jogos com interface cérebro-computador, os sujeitos usam um fone de ouvido EEG enquanto jogam jogos de VR projetados para controlar objetos virtuais. Em jogos BCI, em vez de usar um controlador de jogo tradicional, o sujeito usa comandos mentais para ativar ações baseadas em movimento no jogo — como “empurrar”, “puxar” ou “pular”. A BCI processa comandos mentais do EEG e aciona a ação correspondente no jogo de VR (interface neural direta de realidade virtual).
O EMOTIV EPOC estreou como um controlador de videogame em 2011. Embora à frente de seu tempo, os avanços em hardware EEG, software e inteligência artificial facilitam jogar videogames com o cérebro mais do que nunca.
ENTÃO: Jogando Spirit Mountain sem as mãos com EPOC+ em 2011. (Fonte) Spirit Mountain foi desenvolvido do zero para jogos de BCI. |
AGORA: Jogando Elden Ring sem as mãos com EPOC X em 2024. (Fonte) Elden Ring foi desenvolvido para PC e consoles. Um controlador BCI personalizado foi desenvolvido usando a Cortex API, permitindo uma jogabilidade sem as mãos. |
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Como as Interfaces Cérebro-computador Podem Mudar Nossas Vidas?
As BCIs representam possibilidades transformadoras de vida para sujeitos 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, membros protéticos ou outras tecnologias assistivas.
A tecnologia BCI tem o potencial de tornar tarefas diárias mais fáceis para indivíduos de todos os níveis de habilidade. Por exemplo, as BCIs podem eliminar a necessidade de digitar ou dar comandos de voz — os sujeitos poderiam emitir comandos de navegação e entrada para um computador através da atividade cerebral.
Questões Éticas da Interface Cérebro-computador
Com as possibilidades transformadoras da tecnologia BCI vem 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 da interface cérebro-computador foram levantadas.
Questões de Segurança BCI
Uma BCI é um aplicativo de software e, como qualquer software que envia informações para um dispositivo externo, os dados transmitidos podem ser extraídos para fins nefastos. A segurança é especialmente crítica na tecnologia BCI porque a BCI captura sinais diretamente do sistema nervoso de um sujeito. Embora a BCI não possa atualmente extrair as intenções de um usuário, pensamentos privados ou o que estão lendo ou visualizando, a combinação de dados 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 familiaridade com certos eventos, o que representa um risco significativo à privacidade.
Questões de Privacidade BCI
Da mesma forma, a privacidade é uma questão importante na ética BCI, uma vez que os sinais neuronais capturados podem ser usados para acessar informações privadas de um usuário. Éticos levantaram preocupações sobre como os dados BCI são armazenados e protegidos. Por exemplo, os dados BCI deveriam ser tratados como dados médicos ou como dados comerciais? Os dados BCI deveriam ser anonimizados? Como os usuários sabem se seus dados BCI foram usados para fins comerciais? Embora grande parte da discussão sobre questões éticas da interface cérebro-computador ainda esteja sendo moldada, questões de privacidade e segurança continuam a ser preocupações principais.
Saiba como a EMOTIV mantém seus dados cerebrais seguros.
Casos de Uso da BCI
Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns de interfaces cérebro-computador em uso hoje:
Neurociência
Militar
Medicina
Gerenciamento de Resgate/Desastres
Segurança
Educação
Reabilitação
Uma Breve História da BCI
O ponto mais antigo na história da BCI pode ser atribuído ao 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 primeiro experimento publicado de BCI consistiu em usar EEG para mover um cursor na tela. Este experimento de 1977 foi o primeiro uso registrado com sucesso 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 sujeito direcionou o robô a seguir uma linha no chão enviando sinais cerebrais de uma máquina de EEG para o software BCI conectado ao robô. Este 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 BCI e a tecnologia vestível seguras e eficazes para uso diário. A EMOTIV foi a primeira a introduzir um fone de ouvido EEG sem fio em 2011.
Mais recentemente, em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, um quadriplégico, se tornou a primeira pessoa a dirigir um carro de F1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças às tecnologias BCI e a um fone de ouvido EEG EMOTIV.
O empreendedor Elon Musk's Neuralink é um empreendimento centrado na criação de dispositivos BCI que podem ser implantados no cérebro humano. Em 2024, um participante chamado Alex controlou com sucesso um cursor e jogou um videogame com 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 apenas com suas ondas cerebrais através de interfaces cérebro-computador não invasivas.
Quem Inventou as Interfaces Cérebro-computador?
O Professor Jacques Vidal, da UCLA, cunhou o termo “BCI” e produziu as primeiras publicações revisadas por pares sobre este tópico. Vidal é amplamente reconhecido como o inventor das BCIs, como 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 empresariais, uso pessoal e tecnologia EEG sem fio.
A EMOTIV oferece dispositivos de interface cérebro-computador que podem ser emparelhados com seu software de interface cérebro-computador chamado EmotivBCI. O EmotivBCI pode ser usado diretamente para implementar uma BCI dentro de um computador. Também pode ser emparelhado com a plataforma gratuita de código aberto NodeRed, que interage com as saídas de BCI para muitos dispositivos de hardware externos compatíveis para implementar controle mental direto sobre equipamentos do mundo real. EmotivBCI e NodeRed permitem que desenvolvedores criem aplicações BCI. Os dispositivos de interface cérebro-computador da EMOTIV incluem o EMOTIV Insight e os fones de ouvido EEG EMOTIV EPOC X.
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