Команда ВШЭ придумала игру с нейрокомпьютерным интерфейсом и выиграла международный хакатон

Изобретением команды аспирантов и научных сотрудников Центра нейроэкономики и когнитивных исследований стала многопользовательская BCI-игра. Побеждает в ней тот, кто лучше всего управляет роботом силой мысли.

В Санкт-Петербурге в рамках международной конференции «Обработка сигналов изображения и звука в контексте нейротехнологий» состоялся хакатон. В нем приняли участие Дмитрий Алтухов, Николай Сметанин и Александра Кузнецова — молодые научные сотрудники Центра нейроэкономики и когнитивных исследований ВШЭ, которые входят в группу методов нейровизуализации под руководством Алексея Осадчего.

Для участия в хакатоне команда разработала игру, в которой два человека соревнуются за контроль над роботом, собранным из деталей Лего и разливающим напитки в два стакана. Получая команды от каждого из игроков, робот изменяет угол отклонения бутылки от вертикали. Если бутылка наклоняется в одну из сторон на достаточный угол, напиток начинает наливаться в стакан. Цель игрока — вылить содержимое бутылки в свой стакан. Каждый из игроков может послать роботу одну из трех команд: «налево», «направо» или «стоп».

Все команды для робота формируются за счет распознавания интерфейсом «мозг-компьютер» воображаемых движений левой и правой рукой. Например, чтобы отдать команду отклонить бутылку влево, игрок должен подумать о том, как он двигает левой рукой, чтобы вправо — правой, а чтобы послать сигнал «стоп» — расслабиться. Тот из игроков, кто лучше концентрируется на воображаемых движениях, тянет бутылку в свою сторону с большей силой и, в конечном счете, побеждает.

Команда Вышки заняла первое место и получила главный приз — 500 долларов.

Александра Кузнецова

Несмотря на то, что задача представлена в виде игры, многопользовательские «мозг-компьютер» интерфейсы открывают как новые исследовательские направления, так и возможности для создания важных приложений.

Анализируя процесс игры, в которой пользователи могут как соперничать, так и сотрудничать друг с другом (например, стараться как можно быстрее наполнить один стакан), можно изучать механизмы социального взаимодействия под новым углом. Кроме того, с технической точки зрения наличие нескольких пользователей позволяет отдавать большее количество хорошо различимых команд и совместно контролировать сложные устройства.

Наиболее перспективным приложением, на наш взгляд, является терапия больных с нарушением моторных функций в результате повреждений мозга. Как было показано в последних исследованиях, использование игр для реабилитации пациентов после инсульта приводит к более быстрому восстановлению моторной активности. Использование многопользовательского мозг-компьютер интерфейса для реабилитации не только требует значительного вовлечения сенсомоторной системы пациента для выполнения задания, но также включает и социальное взаимодействие нескольких пациентов в форме игры, оказывая позитивное влияние на динамику выздоровления.