Aeronave controlada mediante el pensamiento

Haciendo realidad la parte más espectacular de la película de ciencia-ficción "Firefox", dirigida y protagonizada por Clint Eastwood, y que gira en torno a un avión militar ruso parcialmente controlado mediante los pensamientos del piloto, un trabajo de investigación y desarrollo llevado a cabo en la Universidad de Minnesota, Estados Unidos, está logrando progresos notables en el control, mediante la mente, de una pequeña aeronave. Desde que el proyecto saltó a la prensa, las expectativas en torno al mismo no han cesado de crecer.

En el laboratorio del profesor Bin He, cinco hombres y una mujer jóvenes, ninguno de los cuales es piloto profesional, han aprendido a guiar la aeronave, cuyo diseño permite catalogarla como un helicóptero, si bien su forma se parece poco a la del tradicional helicóptero. La aeronave es una versión adaptada de un dron, un pequeño vehículo aéreo no tripulado. Estas aeronaves sirven habitualmente para tareas de vigilancia y reconocimiento aéreos, tanto en el ámbito de los trabajos de rescate tras una catástrofe, como en el del patrullaje policial, el de las operaciones militares, y para medir niveles de contaminación radiactiva en centrales nucleares afectadas por un accidente.
Sin embargo, la tecnología impulsada por He no está orientada a lograr que los pilotos militares controlen sus aviones de combate como si fuesen una parte de su cuerpo. El objetivo que persigue He es conseguir que algún día las personas privadas de la facultad del habla y de la de moverse por culpa de enfermedades neurodegenerativas puedan recobrar esas capacidades en un grado tan elevado como sea posible, gracias a poder controlar con la mente extremidades artificiales, sillas de ruedas, u otros dispositivos.
La interfaz cerebro-ordenador de He no es invasiva. Investigadores de muchas entidades han utilizado un chip implantado en la corteza motora del cerebro para controlar el movimiento de un cursor en una pantalla o un brazo robótico, ya que la conexión directa ha sido la mejor garantía de nitidez en la transmisión de señales cerebrales. Sin embargo, las interfaces de esta clase son aparatosas y entrañan riesgos de salud para el usuario. La interfaz usada en el sistema de He lee ondas cerebrales (captables mediante electroencefalografía o EEG) mediante los electrodos de un gorro de EEG en contacto con el cuero cabelludo, sin requerir de un chip implantado en el cerebro.
El sistema que permite guiar una aeronave con la mente funciona gracias a la geografía de la corteza motora, el área del cerebro que gobierna el movimiento. Cuando nos movemos, o pensamos en hacerlo, las neuronas de la corteza motriz producen pequeñas corrientes eléctricas. Pensar vehementemente acerca de un movimiento diferente activa un nuevo conjunto de neuronas.
El equipo de He ha hecho una labor pionera al respecto, que incluye el primer uso conocido de electroencefalografía junto con resonancia magnética funcional por imágenes para trazar mapas sobre dónde se activan las neuronas en el cerebro cuando una persona piensan en cada tipo de movimiento. Gracias a esto, la interfaz permite controlar con notable precisión a la aeronave, hasta cierto punto como si ésta fuese una extremidad más del cuerpo del piloto.
Por ejemplo, imaginarse cerrando uno u otro puño, o ambos, genera las señales cerebrales más fácilmente distinguibles. Este conocimiento acerca de qué señales específicas se generan con cada movimiento imaginado es de gran ayuda para optimizar el diseño del sistema de control de objetos voladores en tiempo real.
Al monitorizar la actividad eléctrica del cerebro, los 64 electrodos pegados al cuero cabelludo en el gorro para EEG transmiten señales (o ausencia de señales) a un ordenador que traduce el patrón dentro de un sistema electrónico de control remoto. Los voluntarios primero aprendieron a utilizar sus pensamientos para controlar el movimiento lineal (1D) de un cursor en una pantalla, luego movimientos en dos ejes (2D) del cursor en la pantalla, y por último movimientos en 3D con los que controlar un helicóptero virtual. Una vez completada esta última fase, el piloto pasa a controlar una aeronave real. En los experimentos del proyecto, se ha utilizado un gimnasio como polígono de pruebas de vuelo.
El sistema de control mental dispone de un enlace WiFi con la aeronave, que, al no requerir cables, permite que el vehículo maniobre con total libertad hacia donde el piloto lo dirija. Éste da la orden mental, la interfaz traduce las señales cerebrales a una instrucción, y desde el ordenador se envían por WiFi las señales de control que gobiernan a la aeronave.
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