Zdjęcie: Adobe Stock
Technologia umożliwiająca sterowanie komputerem za pomocą aktywności mózgu zostanie poddana próbom na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Naukowcy zamierzają zbadać, w jaki sposób mikrograwitacja wpływa na krążenie krwi w mózgach astronautów, a także na interakcje między ludźmi a maszynami.
„PhotonGrav” będzie częścią 13 projektów eksperymentalnych w ramach polskiej misji naukowo-technicznej IGNIS na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Badania poprowadzi dr Sławosz Uznański-Wiśniewski, polski astronauta związany z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA). Misja Ax-4 ma się rozpocząć 29 maja.
Według dr. Dariusza Zapały, szefa inicjatywy „PhotonGrav” i dyrektora naukowego w Cortivision, jego firma specjalizuje się w produkcji przenośnych urządzeń przeznaczonych do rejestrowania aktywności mózgu w celach badawczych. „Nasze urządzenia są wykorzystywane głównie do prowadzenia badań poza warunkami laboratoryjnymi. Testujemy tę technologię w różnych ekstremalnych warunkach” – zauważył psycholog, który ma doświadczenie w interakcji mózg-komputer.
Urządzenie było wcześniej używane do rejestrowania danych o aktywności mózgu astronautów podczas misji Ax-2 w 2023 r. i Ax-3 w 2024 r. „Kiedy pojawiła się możliwość przeprowadzenia własnych eksperymentów w ramach polskiej misji IGNIS, postanowiliśmy zbadać potencjał tej technologii w zakresie komunikacji w środowisku kosmicznym. Będziemy badać, jak pozamięśniowa kontrola aplikacji funkcjonuje w warunkach mikrograwitacji” – wyjaśnił dr Zapała.
Wyjaśnił, że urządzenie monitoruje aktywność mózgu astronauty, a algorytmy uczenia maszynowego — sztuczna inteligencja — identyfikują różne wzorce aktywności mózgu. Wzorce te można powiązać z różnymi stanami, takimi jak zwiększony wysiłek umysłowy i relaks. Osoba zwiększa aktywność mózgu, obliczając w myślach dwucyfrowe liczby i osiąga stan relaksu, minimalizując intensywne myśli.
„AI próbuje automatycznie rozróżnić, czy astronauta jest spokojny, czy też jego umysł jest zajęty jakimś zadaniem. Umożliwia to obsługę aplikacji komputerowej” – wyjaśnił naukowiec.
Szczegółowo opisał, że urządzenie mierzy przepływ krwi do określonych obszarów mózgu i ich zapotrzebowanie na tlen – im bardziej aktywny jest obszar mózgu, tym większe jest zapotrzebowanie na tlen. Aparat przypomina EEG, czyli elektroencefalogram. Na głowie badanego znajdują się emitery, które emitują światło podczerwone w kierunku mózgu, obok detektorów, które wychwytują to światło po jego powrocie na powierzchnię głowy.
„Gdy światło przechodzi przez skórę, kości i ostatecznie tkankę mózgową, krew krążąca w mózgu częściowo rozprasza to światło. W rezultacie tylko jego część jest odbijana z powrotem na powierzchnię głowy, gdzie znajdują się detektory. Poprzez zrozumienie właściwości światła skierowanego w stronę mózgu i danych rejestrowanych przez detektory możemy określić, czy konkretny obszar mózgu wykorzystuje więcej czy mniej tlenu” – wyjaśnił kierownik projektu.
Dodał, że informacje są przesyłane do wzmacniacza przymocowanego do przedramienia badanego, który następnie wysyła przetworzony sygnał do aplikacji komputerowej przez Bluetooth. Podczas eksperymentu astronauta uczy się kontrolować aplikację na komputerze: używając wyłącznie aktywności mózgu, musi kierować ruchomym paskiem na ekranie we właściwym kierunku.
Testy z udziałem członków załogi Ax-4, w tym Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego, odbędą się trzykrotnie: przed lotem (niektóre już miały miejsce), w trakcie ich pobytu na orbicie i po powrocie. Autorzy eksperymentu ocenią, jak wyniki różnią się w warunkach ziemskich i kosmicznych.
Jak zauważył psycholog, opracowana przez jego zespół technologia może być korzystna zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi w przyszłości: „Może być stosowana w ekstremalnych sytuacjach, gdy personel medyczny jest nieobecny, ruch jest utrudniony lub monitorowanie aktywności mózgu jest krytyczne dla bezpieczeństwa. Może to dotyczyć stacji orbitalnej lub statku kosmicznego, a na Ziemi – odizolowanych górskich szlaków, arktycznych stacji badawczych lub platform wiertniczych, zasadniczo wszędzie tam, gdzie konwencjonalne urządzenia rejestrujące aktywność mózgu są niepraktyczne. Nasze urządzenie może również pomóc w przypadkach, gdy problemy zdrowotne uniemożliwiają pełną kontrolę mięśni – na przykład podczas rehabilitacji po urazach”.
Zauważył również, że prowadzenie badań w kosmosie jest kluczowe, ponieważ przepływ krwi może ulec zmianie w warunkach mikrograwitacji, co może mieć wpływ na 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.
W skład załogi misji Ax-4 wchodzą: 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 pokładzie ISS.
Będzie to kolejna komercyjna załogowa wyprawa przeprowadzona przez Axiom Space. Udział polskiego astronauty w misji wynika z umowy o partnerstwie pomiędzy Ministerstwem Rozwoju i Technologii a ESA w sprawie przygotowania i realizacji polskiej misji naukowo-technicznej IGNIS na ISS. Polska Agencja Kosmiczna (POLSA) również bierze udział w przygotowaniach jako agencja wykonawcza Ministerstwa Rozwoju i Technologii.
Dr Sławosz Uznański-Wiśniewski będzie drugim Polakiem, który poleci w kosmos.
Nauka w Polsce, Anna Bugajska (PAP)
abu/ bar/ mhr/
