Brain Computer Interface ili sučelje mozga i računala je tehnologija koja omogućava da zabilježimo aktivnost mozga pojedinca i tu aktivnost prebacimo u računalu razumljivu naredbu. Aktivnost mozga možemo registrirati na različite načine – od invazivnih metoda koje podrazumijevaju operaciju odnosno ugradnju implantata s elektrodama (time se, između ostalih, bavi tvrtka Neuralink u vlasništvu Elona Muska) do neinvazivnih metoda kod kojih senzorski uređaj koji registrira električne aktivnosti stavljamo na glavu. Riječ je o naponima razine mikrovolta koji se mijenjaju ovisno o tome što radimo, kako se osjećamo, o tome jesmo li usredotočeni na ono što radimo… To se registrira kao naponska sekvenca odnosno signal za neku unaprijed definiranu naredbu. Dakle, nije riječ o čitanju misli, nego o prepoznavanju signala kojim se inicira unaprijed definirana radnja.
BCI može nadomjestiti izgubljene funkcije, poput govora ili pokreta. Tehnologija može vratiti sposobnost upravljanja tijelom, poput poticanja živaca ili mišića koji pokreću ruku. BCI se također koristi za poboljšanje funkcija, na primjer za obuku korisnika s oštećenim mišićnim sustavima kako bi poboljšali sposobnost hvatanja predmeta. Također, BCI se može primijeniti za kontrolu u rizičnim djelatnostima u kojima ljudi moraju biti jako fokusirani na ono što rade jer njihove pogreške dovode do velikih šteta i ugrožavanja ljudskih života, poput vozača, kontrolora letenja ili radnika u nuklearnoj elektrani.
Kristijan Lucijetić i njegove kolega pokrenuli su projekt Potential BCI kako bi ukazali na mogućnosti ove tehnologije.
“BCI je primjenom relativno ograničena, ali zrela tehnologija velikog potencijala. Prostor za napredak je izuzetno velik. Već danas nam omogućava da potpuno nepokretne osobe komuniciraju sa svojim bližnjima. Na primjer, imate raster slova. Osoba se fokusira na određeno slovo, slaže riječi i rečenice te tako komunicira.
BCI je danas na prekretnici koja će omogućiti da ova tehnologija postane široko prihvaćena kao što je danas pametni telefon. Oko 2000. imali ste Nokiju 3310 ili neki sličan uređaj. U samo 20 godina od mobilnog telefona kao uređaja za glasovnu komunikaciju stigli smo do uređaja koji nam omogućava digitalnom bankarstvo, narudžbu hrane, kupnju raznih usluga i roba pa do šturog telefonskog poziva. BCI je danas na razini Nokije 3310: trenutno ima određene mogućnosti i puno potencijala. Uz napredak tehnologije ili samih modela primjene, ona će biti puno naprednija”, tumači Kristijan.
“Cilj nam je bio”, nastavlja, “popularizirati tu tehnologiju i pokazati kroz par primjera kako se ona može koristiti. Do ideje smo došli na brainhacku 2019. Brainhack je događanje na globalnoj razini kojim se nastoji povezati ljude iz pozadine, raznih drugih struka, s neuroznanošću. Naime, BCI je multidisciplinarno područje u kojem vam trebaju neuroznanstvenici, psiholozi, tehnolozi, programeri, elektrotehničari, strojari… – puno različitih struka koje se moraju ujediniti da bi napravile nešto kvalitetno”.
Brainhack je poput hackathona: u 24 ili 48 sati nastojite riješiti određeni problem. Andrija Štajduhar organizirao je 2019. brainhack u Zagrebu na koji se Kristijan prijavio s kolegama Aldom Ferlattijem, Tonijem Vitasovićevem i Elmarom van Rijnswouom.
“Pokušali smo realizirati viziju koju smo imali nakon što sam se 3-4 godine bavio upoznavanjem s tim područjem koje me zainteresiralo kroz istraživanja jednog od mojih znanstvenih idola – Migela Nicolelisa. Na natjecanju nismo imali uređaj, a realno ni znanja kako ni što činiti. Ali imali smo izvanredne mentore. Upoznali smo profesora Maria Cifreka, koji se već niz godina bavi istraživanjem sučelja mozga i računala te senzorikom u biomedicini, i koji je došao sa svojim asistentima pomoći sudionicima. On nam je stavio na raspolaganje uređaj i sve što nam je bilo potrebno, tako da smo u dva dana kreirali aplikaciju koja je ljudima omogućila da razmišljanjem odnosno mimikom lica, podizanjem obrva, upravljaju jednostavnom igricom. Kada biste podigli obrvu, ikona dinosaura na zaslonu bi poskočila. To je bio prvi pokazatelj da smo na dobrom putu.”
Nakon toga prijavili su na FER-ov Spock startup inkubator koji vodi Matija Srbić. Tu su im mentori bili Jakob Gajšek, Ladislav Jurić, Mihovil Vargović i mnogi drugi poznati hrvatski poduzetnici, a fokusirali su se na izradu platforme kako bi ljudima koji već imaju određeni hardver omogućili širu primjenu tehnologije BCI.
Naime, komercijalni uređaji za BCI koji trenutno postoje napravljeni su za određenu nišu, za jednu zadaću. Tako postoje, na primjer, uređaji koji vam pomažu da se naučite i prilagodite meditaciji, uređaji koji pomažu programerima da ostanu koncentrirani ili rješenja koja su fokusirana na očitavanje signala iz dijela mozga koji je zadužen za obradu vidnih inputa koja se primjenjuju u virtualnoj stvarnosti.
Potential BCI platforma prepoznaje razne komercijalne uređaje koji očitavaju moždanu aktivnost za određene funkcije i u skladu s unaprijed definiranim akcijama povezuje ih s aktivnostima korisnika. To se prenosi u aktivaciju na računalu.
Za vrijeme Spock inkubatora tim Potential BCI osvojio je drugo mjesto na Student Digi Awardu, a s istim projektom u listopadu prošle godine predstavio se na međunarodnom sajmu inovacija ARCA na kojem su osvojili zlatnu medalju. Timu su se u međuvremenu pridružili Frano Rajič i Ivana Mance, a ukazala se i prilika da sudjeluju u predakceleratorskom programu Europske unije, EIT Jumpstarter.
“U okviru Jumpstartera ideja o platformi za uređaj koji koristi jako mali broj ljudi, osim ako nije riječ o kliničkim potrebama, nije imala previše smisla. Htjeli smo pokazati zašto bi široka populacija htjela koristiti BCI. Odlučili smo se fokusirati na eSport odnosno gaming industriju, pokazati im idealnu studiju slučaja: kako primjenom BCI-ja mogu uštedjeti milijune i poboljšati svoje igrače. Tu smo ideju razvijali kroz Jumpstarter.
Ponudili smo uslugu kroz koju eSport timovi mogu svojim igračima ponuditi komercijalno dostupne uređaje kompatibilne s našom platformom kako bismo pasivno bilježili njihove aktivnosti za vrijeme treninga i prikazali im te informacije na razumljiv način. To timovima omogućuje uvid u stanje pojedinog igrača. To se ljudi koji treniraju 14 do 16 sati dnevno i pod izuzetnim su stresom. Vrhunska karijera im je zbog toga ograničena na oko 4 godine. Ako imate način da im smanjite stres i poboljšate kvalitetu života, odnosno da im uz manje treninga omogućite da postižu bolje rezultate, time značajno štedite novac tvrtkama koje ulažu u igrače i produžavate karijeru samih igrača”, objasnio je Kristijan.
Funkcionalni prototip razvijen je i za njegovu realizaciju očekuju se investitori.
“Možemo dokazati da je ideju moguće realizirati, ali potrebna su nam financijska sredstva kako bismo osigurali da tim funkcionira i da provedemo ideju u djelo. Prve uređaje nam je ustupio prof. Mario Cifrek, a nakon toga je Fakultet informatike u Puli odlučio investirati za svoje potrebe u određeni uređaj i ustupio nam ga je na korištenje. S tim smo dogurali do prvih nagrada, a sredstva od nagrada smo ulagali u licencije, edukaciju, odlazak na druga natjecanja te uređaje koji su nam bili potrebni da ostvarimo ono što smo željeli”, razlaže Kristijan.
Uočili su i neke barijere koje priječe da BCI postane široko primijenjen, “Ako želite da se tehnologija koristi čim više, ona mora biti nezamjetna. Ako želite dobiti što kvalitetniji signal bez ikakvih operacija, s današnjom tehnologijom, morate na sebe staviti uređaj s elektrodama, pa na svaku elektrodu gel ili vodu, ili morate koristiti suhe elektrode koje su neudobne. Što su elektrode komfornije, kvaliteta signala opada”, tumači Kristijan, čiji je diplomski rad na Fakultetu strojarstva i brodogradnje, pod mentorstvom profesora Aleksandra Sušića, bio posvećen analizi komercijalnih elektroda za široku primjenu BCI tehnologije i kako se one mogu unaprijediti.
“Prvi izazov nam je bio kako napraviti tehnologiju BCI vidljivijom pa smo napravili platformu. Drugi izazov nam je bio da ljudima pokažemo za što se platforma može koristiti i koje su prednosti BCI tehnologije. Pa smo odlučili da to pokažemo na primjeru eSport industrije koja ima veću gledanost od bilo kojeg svjetskog prvenstva u nogometu. I da usput uštedimo milijune eSport kompanijama. Idući izazov koji smo prepoznali je kako napraviti uređaj koji je dovoljno neintruzivan i koji će što preciznije registrirati moždane aktivnosti. To je ono čime se sada bavim – istražujem kako to riješiti, Nakon što riješim taj problem, idemo dalje”, objašnjava naš sugovornik.
“Odlučio sam se fokusirati na istraživanje tematike sa znanstvenog aspekta kako bih mogao uz bolje uvjete ostvariti konstruktivan napredak koji je nužan za tehnologiju. Uspostavio sam suradnju s tvrtkom Neurosity i nekim drugim tvrtkama.”
U međuvremenu je, prije otprilike mjesec dana, objavljeno je da se Kernel, tvrtka koja je razvila najnapredniji neinvazivni sustav za bilježenje moždanih aktivnosti baziran na bliskoj infracrvenoj spektroskopiji koja omogućuje da pratimo zasićenje krvi u određenim dijelovima mozga, povezao s Aim Labom, tvrtkom koja je razvila softver za treniranje eSport igrača.
“Imate tvrtku koja razvija tehnologiju i tvrtku koja zna kako trenirati ljude za esport. Njih dvije nude unificirano rješenje kojim igrači mogu unaprijediti svoje performanse sa znanstvenog i fizičkog pogleda. Imate jedinstveni pasivni BCI sustav koji povećava težinu izazova koji imate ispred sebe; kada trenirate možete vidjeti jeste li fokusirani, o čemu razmišljate te kako podesiti reakcije da biste uspjeli u eSportu. To je ono čemu smo mi težili. Potvrdile su se sve pretpostavke koje smo imali u početku. Prepoznali smo točno što treba industriji i pokazalo se da je ideja dobra. Potvrdilo se da tehnologija napreduje i da smo mi bili na pravom putu. No, Kernel i Aim Lab su deset godina ispred nas u razvoju tehnologije.”
Kristijan ipak nije razočaran. “Smatram da je ovo što smo postigli veliki uspjeh, i moj osobno i svih kolega koji su sa mnom surađivali. Jedna stepenica prema naprijed. To je stav kakav bi trebali imati svi koji razmišljaju o tome da se upuste u poduzetništvo ili u uspješnu karijeru. Važno je kalkulirano riskirati. Djeluj, nemoj samo pričati”, poručuje Kristijan.
To je, dodaje, bio njegov prvi kontakt s poduzetništvom: “Imao sam privilegiju da imam izvanredne mentore. Iskonski su se trudili prenijeti znanja i povezati nas s drugim mentorima. Mnogi misle kako je poduzetništvo zatvoreno, kako svako drži znanje za sebe, ali kad jednom uđete u tu sferu vidite da vam sni žele pomoći, svi žele da uspijete. Bilo je to vrijedno iskustvo”.
Idući korak je, smatra Kristijan, omogućavanje komunikacije s mozgom koje je vezana uz osobu. No, ne možemo očekivati da će ljudi pristati na ugradnju elektroda u mozak.
“Uz današnji smjer razvoja za pet godina bismo mogli očekivati širu komercijalnu primjenu neinvazivnih metoda. Za to nam treba uređaj praktičan za korištenje, da ga svatko može staviti na glavu, da ga nije naporno nositi, da bude jednostavan za primjenu te povećana preciznost očitanja uz dovoljnu razinu monitorizacije”, tumači Kristijan, koji svoja istraživanja na doktorskom studiju usmjerava upravo k tom cilju.
