Zdjęcie: Adobe Stock
Mechanizm zaprojektowany do sterowania komputerem za pomocą aktywności mózgu ma zostać poddany testom na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Naukowcy zbadają wpływ mikrograwitacji na krążenie krwi w mózgach astronautów i interakcję między ludźmi a maszynami.
„PhotonGrav” będzie jednym z 13 eksperymentów włączonych do polskiej misji naukowo-technicznej IGNIS na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Będzie nią kierował dr Sławosz Uznański-Wiśniewski, polski astronauta związany z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA). Start misji Ax-4 przewidywany jest na 29 maja.
Według dr. Dariusza Zapały, kierownika projektu „PhotonGrav” i dyrektora naukowego w Cortivision, jego firma opracowuje przenośne urządzenia do monitorowania aktywności mózgu w celach badawczych. „Nasze urządzenia są wykorzystywane głównie do badań poza laboratorium. Oceniamy ten sprzęt w różnych ekstremalnych warunkach” – wyjaśnia psycholog, który specjalizuje się w komunikacji mózg-komputer.
To urządzenie było wcześniej wykorzystywane do monitorowania aktywności mózgu astronautów podczas misji Ax-2 w 2023 r. i Ax-3 w 2024 r. „Kiedy pojawiła się okazja, aby zaprezentować nasze eksperymenty obok polskiej misji IGNIS, zdecydowaliśmy się zaproponować badanie dotyczące potencjalnego wykorzystania tej technologii w kosmosie do komunikacji. Naszym celem jest ocena, jak pozamięśniowa kontrola aplikacji funkcjonuje w warunkach mikrograwitacji” – powiedział dr Zapała.
Wyjaśnił, że urządzenie rejestruje aktywność mózgu astronauty, podczas gdy algorytmy uczenia maszynowego — sztuczna inteligencja — rozróżniają różne wzorce aktywności mózgu. Wzorce te można powiązać z różnymi stanami, takimi jak wzmożony wysiłek umysłowy lub relaks. Podmiot zwiększa aktywność mózgu, mnożąc w myślach dwucyfrowe liczby i osiąga stan odpoczynku, unikając intensywnych myśli.
„AI próbuje autonomicznie określić, czy astronauta jest spokojny, czy też jego umysł jest zajęty jakimś zadaniem. Umożliwia to kontrolę aplikacji komputerowej” – zauważył naukowiec.
Określił, że urządzenie monitoruje przepływ krwi do określonych obszarów mózgu i ich zapotrzebowanie na tlen — wskazując, że im bardziej aktywny jest obszar mózgu, tym większe jest zapotrzebowanie na tlen. Urządzenie jest podobne do EEG lub elektroencefalografu. Posiada emitery umieszczone na głowie badanego, które emitują światło podczerwone w kierunku mózgu, wraz z detektorami, które wychwytują to światło po jego powrocie na powierzchnię głowy.
„Gdy światło przechodzi przez różne warstwy skóry, kości i ostatecznie tkanki mózgowej, krew krążąca w mózgu częściowo rozprasza to światło. W rezultacie tylko jego część powraca na powierzchnię głowy, gdzie znajdują się detektory. Rozumiejąc właściwości światła skierowanego na mózg i dane rejestrowane przez detektory, możemy ustalić, czy konkretny obszar mózgu zużywa więcej czy mniej tlenu” – wyjaśnił kierownik projektu.
Dodał, że informacja jest przekazywana do wzmacniacza zamontowanego na przedramieniu badanego, który przesyła przetworzony sygnał do aplikacji komputerowej przez Bluetooth. Podczas eksperymentu astronauta uczy się kontrolować aplikację zainstalowaną na komputerze: używając wyłącznie aktywności mózgu, musi kierować ruchomym paskiem na ekranie we właściwym kierunku.
Testy załogi Ax-4, w tym Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego, zostaną przeprowadzone trzykrotnie: przed lotem (niektóre zostały już zakończone), w trakcie pobytu na orbicie i po powrocie. Autorzy eksperymentu przeanalizują, jak wyniki uzyskane z wykorzystaniem sprzętu różnią się w zależności od środowiska naziemnego i kosmicznego.
Jak podkreślił psycholog, innowacja opracowana przez jego zespół może okazać się korzystna w przyszłości zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi: „Może być stosowana w sytuacjach krytycznych, w których personel medyczny jest niedostępny, ruch jest utrudniony lub monitorowanie aktywności mózgu jest kluczowe dla bezpieczeństwa. Może to obejmować stację orbitalną lub statek kosmiczny, a także odizolowane górskie szlaki, bazy arktyczne lub platformy wiertnicze — zasadniczo każde miejsce, w którym inne urządzenia rejestrujące aktywność mózgu są niepraktyczne. Nasze urządzenie może również pomóc w sytuacjach, w których stan zdrowia osoby utrudnia pełną kontrolę mięśni — na przykład podczas rehabilitacji po urazach”.
Zauważył, że przeprowadzenie badania w kosmosie jest istotne, ponieważ w warunkach mikrograwitacji krążenie krwi może ulec zmianie, co może zakłócić sygnały odbierane przez urządzenie.
„Tylko na orbicie możemy zbadać, jak ludzkie ciało i sprzęt zachowują się w mikrograwitacji przez dłuższy czas. Na Ziemi nieważkość można osiągnąć maksymalnie przez kilkadziesiąt sekund” – podsumował dr Dariusz Zapała.
Załogę misji Ax-4 tworzą: Peggy Whitson (USA) – dowódca; Sławosz Uznański-Wiśniewski (Polska/ESA) – specjalista; Shubhanshu Shukla (Indie) – pilot; i Tibor Kapu (Węgry) – specjalista. Astronauci mają spędzić 14 dni na ISS.
Będzie to kolejna komercyjna załogowa wyprawa przeprowadzona przez Axiom Space. Włączenie polskiego uczestnika do misji wynika z porozumienia zawartego między Ministerstwem Rozwoju i Technologii a ESA w sprawie przygotowania i realizacji polskiej misji naukowo-technicznej IGNIS na ISS. Polska Agencja Kosmiczna (POLSA) jest również zaangażowana w przygotowania jako agencja wykonawcza Ministerstwa Rozwoju i Technologii.
Doktor Sławosz Uznański-Wiśniewski będzie drugim Polakiem, który poleci w kosmos.
Nauka w Polsce, Anna Bugajska (PAP)
abu/ bar/ mhr/
