Emotiv Epoc: Controle de jogos e mundos virtuais por ondas cerebrais

Por Grazziani Colombo  •  15 Abril 2008 | Inovação, Reconhecimento de Padrões, User Experience |  

Não importa o quanto você tente, a sua mente não pode dobrar uma colher ou canalizar o poder de um cavaleiro Jedi. Graças a um novo headset desenvolvido pela empresa de neuroengenharia Emotiv Systems, pode ser em breve capaz de fazer isto e muito mais através da magia dos jogos de vídeo-games.

Até ao final deste ano, o EPOC headset permitirá gamers utilizar a sua própria atividade cerebral para interagir com os mundos virtuais onde joga. O headset de US$ 299, 14 sensores estão estrategicamente colocados nas extremidades e terminais de plástico que detectam padrões produzidos pelo cérebro da atividade elétrica. Estes sinais neurais são transmitidos e em seguida interpretados em 30 possíveis formas, como intenções em tempo real, emoções e expressões faciais que estão refletidas em personagens no mundo virtual e as ações de uma forma que um joystick ou outro tipo de controlador não poderia esperar para corresponder.

O EPOC detecta a atividade cerebral não invasiva usando eletroencefalografia (EEG), uma medida de ondas cerebrais, por meio de sensores externos ao longo do couro cabeludo, que captam as ondas elétricas em várias partes da superfície do córtex cerebral, uma região que gera a maior ordem de pensamentos.

“O córtex humano é único, como uma impressão digital”, diz o presidente da Emotive, Tan Le.
“Apesar do sinal poder emanar a partir da “mesma região” sinais profundos dentro do cérebro, pelo tempo que transmite para o córtex e na superfície do couro cabeludo, o sinal aparece muito aleatório. Tínhamos que apresentar um algoritmo matemático para desdobrar o córtex e igualar o sinal para a sua fonte.”

A Emotiv resolveu este problema da interface cérebro-computador com a ajuda de uma equipe multidisciplinar que incluía neurocientistas, que compreenderam o cérebro em um nível de sistemas (em vez de células individuais), e com um engenheiro de computação com uma especialização em aprendizagem da máquina e reconhecimento de padrão.

Ao longo dos últimos quatro anos, a empresa tem realizado milhares de gravações de EEG em centenas de voluntários - não todos jogadores - experientes com estes cenários virtuais que suscitaram diversas emoções, expressões faciais e demandas cognitivas. O objetivo era encontrar as atividades cerebrais que as pessoas compartilharam, uma agulha num palheiro de sinais frenéticos. Agora, o EPOC permite aos usuários um refinamento das definições que lhe permitem captar até mesmo o que é difícil de descrever numa sensação.

Quando o desenvolvimento desses algoritmos começou dois anos atrás, levou até 72 horas para um grupo de poderosos computadores processarem através de simples 10 segundos de cada dado cerebral e extrair características importantes. A ordenação através de um fluxo aparentemente interminável de gravações acabou por conduzir à Emotiv, encontrar padrões de sinais consistentes que revelaram experiências mentais específicas. “Através de uma amostra suficientemente grande,” Le diz, “fomos capazes de obter alguma coerência em torno da população, para atingir um alto grau de confiança que fosse mensurado com precisão, o estado emocional”.

Seguir essas ondas cerebrais, permite que o sistema EPOC rapidamente reconheça um jogador de qualidades emocionais e reaja a ele, por exemplo, mudando a música de um jogo em tempo real para corresponder a tensão do usuário ou trazer mais vilões caso o jogador pareça entediado.

Racionalizar o neuro-headset, que Le descreve como uma “Dispositivo EEG de alta-fidelidade” foi outro obstáculo que envolveu “muitos” sensores, coletando o máximo de dados possíveis para identificar spots informativos em torno do crânio onde a atividade cerebral revela os pensamentos e as emoções das pessoas.

“O desafio foi aperfeiçoar o número de sensores para obter resolução, que é necessária para permitir uma detecção precisa e robusta, mas ao mesmo tempo não ter uma “touca” na cabeça, que é quente e desconfortável”, ela acrescenta.
Médicos e pesquisadores freqüentemente passam por grandes dificuldades para maximizar os sinais EEG que é gerado por friccionar a camada superior da pele e aplicar um gel condutor onde o couro cabeludo está em contato com os sensores - algo nem mesmo os jogares mais viciados e apaixonados iriam suportar.

“Eles devem ter desenvolvido amplificadores que podem amplificar melhor o sinal”, diz Ethan Buch, um pesquisador de interface cérebro-computador do Instituto Nacional de Saúde Mental, que utiliza um gravador EEG com 64 sensores.

Buch também suspeita que as expressões faciais que o EPOC detecta se baseiam mais sobre a atividade elétrica da face e musculatura do couro cabeludo do que o cérebro por si só. Embora a atividade elétrica dos músculos, ele explicou, é normalmente considerada como ruído que deve ser filtrado para atingir o sinais EEG claros, eles ainda estão pesquisando sobre como os músculos faciais se movem, como durante um piscar de olhos. Tan concorda, dizendo que, em sua estratégia de classificação algumas detecções dos EPOC são baseadas em movimentos musculares.
Nesta fase de desenvolvimento e patenteamento, a Emotiv ainda tem que ser sigilosa sobre os avanços que tornaram possível o EPOC.

Até agora, as intenções da Emotiv não são para substituir jogos controlados a mão, mas sim para complementá-los com a inclusão do headset, o EmoKey, que associa um jogo exclusivo com padrão de movimentos com a atividade cerebral.

A Emotiv também oferece um kit de desenvolvimento para outros desenvolvedores de jogos, como a Nintendo, que integrará potencialmente a tecnologia da interface cérebro-computador em seus produtos.

No entanto, as expressivas qualidades do EPOC provavelmente serão um sucesso em jogos que criarem Realidades alternativas hiper-realísticas, como em mundos virtuais como Linden Lab’s Second Life, onde encontros sociais desempenham uma grande parte da experiência. Ao invés de “piscar os olhos”ou “enrugar a testa” em uma ação no teclado, os jogadores serão capazes de confiar em suas expressões faciais para intuitivamente revelar como se sentem ao outros moradores (dos mundos virtuais).

Le não está espalhando a idéia de que o EPOC pode ser desenvolvido um dia para permitir aos jogadores articularem mentalmente os movimentos de luta que ainda requerem a velocidade de seus dedos. Mas, por agora, o dispositivo se entende mais para aperfeiçoar a interatividade humana em componentes de jogos e mundos virtuais.

Para se aprofundar mais no assunto, visite o site da Emotiv e as notícias e apresentações do EPOC e seu software o Emokey

- Área de desenvolvedores da Emotiv

Fonte: Peter Sergo por Scientific American e diversos sites.

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