Interfície Cervell-Ordinador és el projecte guanyador dels Premis Recerca Jove 2022 en la categoria TIC

L’Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR) del Departament de Recerca i Universitats organitza anualment els Premis Recerca Jove per a fomentar l’esperit científic entre estudiants de segon curs de Batxillerat a Catalunya. La convocatòria es realitza anualment i consta d’un total de 78 premis dotats de 850 € atorgats als millors treballs de recerca presentats en diferents categories i 11 premis atorgats als centres i instituts d’Educació Secundària catalans.

La Fundació TIC Salut Social col·labora en la categoria de premis relacionats amb tecnologia innovadora al servei de la salut i el benestar social. Recentment s’ha resolt l’edició 2022 dels Premis Recerca Jove i el projecte guanyador de la categoria TIC Salut i Social ha estat Interfície Cervell-Ordinador de Mariona Bombardó i Carla de Jesús. Bombardó i de Jesús han realitzat la seva educació secundària a l’Escola Frederic Mistral – Tècnic Eulàlia de Barcelona i actualment estudien Enginyeria Informàtica a la UPC i Enginyeria Electrònica a La Salle Universitat Ramon Llull. 

Hem parlat amb elles sobre els detalls del seu projecte i sobre com les noves generacions construeixen i redefineixen l’enfocament de les professions relacionades amb ciència, tecnologia, salut i benestar social. Això és el que ens comenten:

Plantegeu diferents hipòtesis relacionades amb interacció neurològica entre persones i màquines. Què son els dispositius BCI i com funcionen? 

Les sigles BCI provenen de l’anglès i fan referència a “Brain-Computer interface” que en català vol dir Interfície Cervell-Ordinador. És una via de comunicació directa entre el cervell d’un ésser viu i un dispositiu extern. Concretament, s’encarrega de captar i interpretar a temps real els senyals cerebrals, descodificant-los i processant-los per tal de convertir-los en ordres que seran després executades per un dispositiu de sortida. Un braç robòtic, un ordinador, una cadira de rodes… Els sensors són la clau de la comunicació entre l’emissor, el cervell, i el receptor que és l’ordinador que processa les dades per poder obtenir els resultats desitjats.

Un dels objectius del vostre projecte és connectar aquests BCI a un braç robòtic per facilitar cures i serveis assistencials sanitaris. Expliqueu breument els conceptes Phyton, Arduino, braç robòtic i quines han estat les fases de treball? 

Per tal de dur a terme aquest treball vam fer ús de diverses eines com per exemple Python o Arduino.

Python és un llenguatge informàtic que permet crear des de zero un programari. Això ofereix un ampli ventall de possibilitats a l’hora de fer nous projectes. En el nostre cas, vam utilitzar aquest llenguatge informàtic per poder connectar el casc Emotiv, que contenia els sensors, amb l’ordinador i perquè aquest els rebi i enviï ordres al braç comunicant-se a través la placa Arduino.

Per altra banda, Arduino com a tal és una empresa coneguda principalment per la seva sèrie de microcontroladors en format placa. En el nostre treball, vam fer ús de la placa proporcionada per l’empresa anomenada Arduino UNO Rev3.

A aquesta placa li vam poder gravar instruccions mitjançant la programació escrita en la plataforma Arduino IDE (llenguatge de programació que ofereix la companyia Arduino). I gràcies a aquest microcontrolador de codi obert vam fer possible que totes ordres enviades s’executessin com tocava i amb els motors del braç robòtic.

Finalment, el terme braç robòtic fa referència a un seguit d’elements estructurals que imita al que seria un braç humà i executa una sèrie de moviments gràcies a la implementació d’uns motors dins la seva estructura.

Durant la realització del nostre treball vam seguir una sèrie de passos bastant pautats.

Primerament, un cop escollit el tema definitiu ens vam dedicar a fer una recerca exhaustiva del que era, com funcionava i sobretot de la part biològica, ja que és la part que més desconeixíem. També vam investigar l’estat de l’art d’aquest tema, és a dir, com estava de desenvolupat, quines aplicacions ja estaven vigents, quines eren les seves avantatges, els seus inconvenients…

Un cop feta la recerca i redactada la part teòrica vam fer una llista de totes aquelles eines i materials necessaris per a dur a terme els nostres objectius. I seguidament amb la connexió entre el casc i l’ordinador per fer possible que les dades rebudes pels sensors arribessin de forma que les poguéssim tractar.

Mariona Bombardó treballant en Projecte de Recerca 

Un cop enllestida tota la part de connexió vam passar a la part de disseny i construcció del braç. Ho vam fer amb l’aplicació de Fusion 360 i vam tallar-lo amb una talladora làser. Finalment, vam unir totes les peces per construir el que era l’estructura del braç.

A continuació vam centrar-nos en tota la part d’electrònica, és a dir, en la programació del codi d’Arduino així com amb les connexions a la placa.

Finalment, quan ja teníem quasi totes les parts enllestides per separat, les vam unir i vam intentar assolir els nostres objectius finals.

Quins resultats heu obtingut i a quines conclusions heu arribat? 

Hem estat capaces d’establir aquesta connexió i comunicació entre el cervell i el dispositiu extern que buscàvem. Tot i les dificultats que ens hem trobat pel camí. Malgrat haver aconseguit els objectius establerts des d’un principi, encara ens va quedar feina per si més endavant ens animem a continuar-la. Alguns moviments del braç no ens van acabar de sortir del tot bé.

A la discussió final plantegeu qüestions relacionades amb la ètica, la bioètica i la protecció de dades clíniques en salut. Què penseu de la relació actual de la nostra societat amb la tecnologia? 

La tecnologia i l’ètica són dos conceptes que actualment van molt units. Amb el pas dels anys, la societat s’ha anat adaptant als nous canvis de manera molt ràpida i sense gairebé tenir temps de pensar en les possibles conseqüències. Avui dia, la tecnologia ha arribat a un nivell que permet fins i tot crear l’inimaginable.  Malgrat ser un avantatge i poder facilitar-nos molts aspectes de la vida quotidiana, sovint pot jugar en contra de la societat si no se’n fa una reflexió prèvia.

És per aquest motiu que creiem que utilitzada [la tecnologia] per fer el bé i en benefici de l’ésser viu, pot ser una solució a molts problemes. Tot i aixó, encara hi ha un llarg camí per recórrer i n’estem bastant segures que el món evolucionarà a nivells que encara no som ni capaces de pensar.

I professionalment com us veieu en els pròxims anys? 

Mariona: Jo de moment encara no ho sé. Els joves ho tenim molt complicat avui en dia, però crec que m’agradaria treballar d’alguna cosa relacionada amb la informàtica i l’anàlisi de dades. S tinc l’oportunitat m’agradaria marxar un o dos anys a l’estranger per treballar o estudiar, aprendre nous idiomes i submergir-me en noves cultures. 

Carla: Encara em resulta complicat saber a que em voldria dedicar en un futur. El camp de la tecnologia és molt ampli i, a l’estar cursant el primer any d’universitat, encara hi ha molts coneixements que no hem assolit. Per tant, no podem acabar de decantar-nos més per una branca o una altra. El que si tinc clar és que vull acabar la carrera i fer un màster en alguna especialització  a l’estranger si es dona el cas. Per poder conèixer món, cultures i gent, que també considero important.