Zdjęcie: Adobe Stock
Urządzenie zaprojektowane do zarządzania komputerem za pomocą aktywności mózgu zostanie poddane 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 inicjatywy naukowo-technicznej IGNIS na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Badania te 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, kierownika projektu „PhotonGrav” i dyrektora naukowego Cortivision, jego firma opracowuje przenośne urządzenia do monitorowania aktywności mózgu do zastosowań badawczych. „Nasze urządzenia są wykorzystywane przede wszystkim do badań poza laboratorium. Oceniamy tę technologię w różnych ekstremalnych warunkach” – wyjaśnił psycholog, który specjalizuje się w interakcji mózg-komputer.
Urządzenie było wcześniej wykorzystywane do monitorowania aktywności mózgu astronautów podczas misji Ax-2 w 2023 r. i misji Ax-3 w 2024 r. „Kiedy pojawiła się szansa na przedstawienie własnych eksperymentów w związku z polską misją IGNIS, zdecydowaliśmy się zaproponować badania badające potencjał wykorzystania tej technologii w kosmosie do komunikacji. Naszym celem jest ocena, jak pozamięśniowa kontrola aplikacji funkcjonuje w warunkach mikrograwitacji” – stwierdził dr Zapała.
Wyjaśnił, że urządzenie rejestruje aktywność mózgu astronauty, a algorytmy uczenia maszynowego — sztuczna inteligencja — identyfikują różne wzorce aktywności mózgu. Wzorce te odpowiadają różnym stanom psychicznym, takim jak zwiększone obciążenie poznawcze i relaks. Podmiot zwiększa aktywność mózgu, obliczając w myślach dwucyfrowe liczby, podczas gdy stan odpoczynku osiąga się poprzez powstrzymanie się od intensywnych myśli.
„AI stara się automatycznie określić, czy astronauta jest spokojny, czy też jego umysł jest zajęty jakimś zadaniem. Umożliwia to kontrolę aplikacji komputerowej” – wyjaśnił naukowiec.
Określił, że urządzenie monitoruje 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 elektroencefalograf. Posiada emitery umieszczone na głowie, które emitują światło podczerwone w kierunku mózgu, wraz z detektorami, które wychwytują powracające światło, gdy pojawia się ono na głowie.
„Gdy światło przechodzi przez 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. Poprzez zrozumienie cech światła skierowanego na mózg i danych rejestrowanych przez detektory możemy ustalić, czy konkretny obszar mózgu wykorzystuje więcej czy mniej tlenu” – opisał kierownik projektu.
Dodał, że dane są przesyłane do wzmacniacza przymocowanego do przedramienia badanego, który następnie przesyła przetworzony sygnał do aplikacji komputerowej przez Bluetooth. Podczas eksperymentu astronauta uczy się manipulować aplikacją zainstalowaną na komputerze: używając wyłącznie aktywności mózgu, musi kierować ruchomym paskiem na ekranie we właściwym kierunku.
Oceny członków załogi Ax-4, w tym Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego, zostaną przeprowadzone trzykrotnie: przed lotem (niektóre zostały już przeprowadzone), w trakcie ich pobytu na orbicie i po powrocie. Autorzy eksperymentu przeanalizują, jak wyniki różnią się między warunkami naziemnymi i kosmicznymi.
Jak zauważył psycholog, rozwiązanie opracowane przez jego zespół może okazać się korzystne zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi: „Może być stosowane w ekstremalnych scenariuszach, w których personel medyczny jest nieobecny, ruch jest utrudniony lub monitorowanie aktywności mózgu jest kluczowe dla bezpieczeństwa. Może to dotyczyć stacji orbitalnej lub statku kosmicznego, a na Ziemi — odizolowanych górskich szlaków, arktycznych stacji badawczych lub platform wiertniczych; zasadniczo każdej lokalizacji, w której inne urządzenia rejestrujące aktywność mózgu są niepraktyczne. Nasze urządzenie może również pomóc w przypadkach, w których stan zdrowia ogranicza pełną kontrolę mięśni — na przykład podczas rehabilitacji po urazach”.
Podkreślił, że prowadzenie badań w kosmosie jest niezwykle istotne, ponieważ przepływ krwi może się zmieniać w warunkach mikrograwitacji, co może mieć wpływ na sygnały rejestrowane przez urządzenie.
„Tylko na orbicie możemy zbadać, jak ludzkie ciało i sprzęt reagują na mikrograwitację 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. Oczekuje się, że astronauci spędzą 14 dni na pokładzie ISS.
Będzie to kolejna komercyjna wyprawa załogowa prowadzona przez Axiom Space. Włączenie polskiego uczestnika do misji wynika z umowy zawartej między Ministerstwem Rozwoju i Technologii a ESA w sprawie planowania i realizacji polskiej misji naukowo-technicznej IGNIS na ISS. Polska Agencja Kosmiczna (POLSA) również odgrywa rolę 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/
