Ondas cerebrais são usadas para escrever no computador

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/01/2010
Neurocientistas da Clínica Mayo, nos Estados Unidos, demonstraram que as ondas cerebrais podem ser usadas para digitar caracteres alfanuméricos na tela de um computador.

Nos testes, basta que o paciente concentre-se em uma letra ou número mostrados em uma matriz para que a letra apareça no monitor.

Interface cérebro-computador

Os pesquisadores afirmam que a descoberta representa um progresso concreto na viabilização de uma interface cérebro-computador que poderá, no futuro, ajudar as pessoas portadoras de diferentes distúrbios, a controlarem dispositivos eletrônicos e robotizados, como braços e pernas protéticos.

Segundo eles, os portadores da doença de Lou Gehrig e de lesões da medula espinhal são pacientes que poderão ser beneficiados com esta nova tecnologia. Embora ainda utilize métodos invasivos para coletar as ondas cerebrais, o método está entre os mais precisos já demonstrados até hoje.

"Mais de 2 milhões de pessoas nos Estados Unidos podem se beneficiar de dispositivos auxiliares, controlados por uma interface cérebro-computador", diz o pesquisador principal do estudo, o médico neurologista Jerry Shih, que desenvolveu a nova interface em colaboração com a equipe do Dr. Dean Krusienski, da Universidade do Norte da Flórida.

"Esse estudo constitui um primeiro passo no caminho em direção ao futuro e representa um progresso tangível no uso de ondas cerebrais para realizar certas tarefas", explica Shih.

Eletrocorticografia e eletroencefalografia

O estudo da nova interface foi feito com pacientes com epilepsia. Esses pacientes já vinham sendo monitorados, para controle da convulsão, através de eletrocorticografia (ECoG), um exame no qual eletrodos são colocados diretamente na superfície do cérebro para registrar as correntes elétricas produzidas pelas descargas das células nervosas. Esse tipo de procedimento requer uma incisão cirúrgica no crânio.

O neurologista queria estudar uma interface cérebro-computador nesses pacientes, porque, hipoteticamente, as informações captadas pelos eletrodos colocados diretamente no cérebro poderiam ser muito mais específicas do que os dados coletados através de eletroencefalografias (EEGs), nos quais os eletrodos são colocados no couro cabeludo. A maioria dos estudos de interação cérebro-computador foram feitos com EEGs, diz o neurologista.

"Há uma grande diferença entre a qualidade das informações obtidas com o ECoG e com o EEG. No EEG, o couro cabeludo e o osso do crânio dissipam e distorcem o sinal, da mesma forma que a atmosfera terrestre obscurece a luz das estrelas", diz o neurocientista. "É por isso que o progresso do desenvolvimento dessa espécie de interface da mente tem sido lento", afirma.

Como esses pacientes já tinham eletrodos de ECoG implantados em seus cérebros, para os médicos descobrirem a área em que as convulsões se originaram, os pesquisadores puderam testar essa novíssima interface cérebro-computador. Nesse estudo, os dois pacientes foram colocados em frente a um monitor que estava conectado a um computador, no qual os pesquisadores instalaram um software projetado para interpretar sinais elétricos vindos dos eletrodos.

Controlando o computador com a mente

Os pesquisadores solicitaram aos pacientes que olhassem para uma tela, que apresentava uma matriz 6 por 6, com um único caractere em cada quadrado. Todas as vezes que o quadrado com uma certa letra cintilava - e que o paciente estava focado nele - o computador registrava a resposta do cérebro à letra cintilante.

Os pesquisadores pediram então aos pacientes que focassem em letras específicas e o software do computador registrou as informações. A seguir, o computador calibrou o sistema com a onda cerebral específica de cada indivíduo, fazendo com que uma letra aparecesse na tela quando o paciente se focava nela.

"Nós podemos predizer, de forma consistente, as letras desejadas por nossos pacientes, com quase 100% de precisão", diz Jerry Shih. Embora isso seja comparável a resultados obtidos por outros pesquisadores, essa abordagem é mais localizada e pode, potencialmente, fornecer uma taxa de comunicação mais rápida. Nosso objetivo é encontrar uma maneira de usar, de forma eficaz e consistente, as ondas cerebrais do paciente, para realizar certas tarefas", afirma.

Calibragem individual

Quando a técnica for aperfeiçoada, será necessário que os pacientes se submetam a uma incisão no crânio para utilizá-la, embora ainda não se saiba quantos eletrodos deverão ser implantados.

E o software precisa ser calibrado para as ondas cerebrais de cada pessoa para a ação desejada, tais como movimentar um braço protético, explica o neurologista.

"Esses pacientes teriam de usar um computador para interpretar suas próprias ondas cerebrais, mas esses dispositivos estão ficando tão pequenos que há uma possibilidade de que eles possam ser implantados no futuro", ele diz. "Achamos que nosso progresso, até agora, é muito encorajador."

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USP desenvolve chip para monitorar transformadores

Felipe Maeda Camargo - Agência USP - 18/01/2010
O Laboratório de Sistemas Integráveis Tecnológicos (LSI-TEC), da USP, desenvolveu um circuito integrado (chip) que será empregado em equipamentos de controle e acompanhamento da vida útil de transformadores elétricos de alta potência, utilizados nas subestações de concessionárias de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica.

O LSI-TEC é uma associação sem fins lucrativos, criada em 2004 por pesquisadores da USP. O chip, denominado tt0307f, foi criado em parceria com a TreeTech, empresa desenvolvedora de tecnologias eletrônicas.

Monitoramento de transformadores

Segundo Walter Santana, gerente de parcerias e novos negócios do LSI-TEC, o chip funcionará como um sistema de monitoramento do transformador. A novidade consiste em englobar diversas funções, antes realizadas por uma combinação de componentes eletrônicos.

Uma das funções do chip é manter o funcionamento adequado do transformador. Para isso, o chip possui um sistema integrado configurável digitalmente com capacidade de medir temperatura, tensão e corrente, podendo se comunicar com outros equipamentos. Para controlar o chip, há um outro circuito integrado. Esse sistema é um microcontrolador comercial, externo ao tt0307f, através do qual é possível programar as funções do chip.

Óleo dos transformadores

O chip também monitora o uso de óleo nos transformadores, que serve para evitar o hiperaquecimento destes. Ele recebe dados das condições dos equipamentos e, se for necessário, aponta quando é preciso substituir ou acrescentar óleo. O sistema recebe informações de dois sensores acoplados: um de hidrogênio e outro de acetileno.

Nilton Morimoto, professor da Escola Politécnica (Poli) da USP e um dos responsáveis pela criação dos sensores, explica que estes detectam a liberação de acetileno e hidrogênio no transformador, indicando a necessidade da troca de óleo: "A isolação das bobinas (do transformador) é feita com óleo. Quando o óleo deteriora, elimina hidrogênio e acetileno, que dura de 2 a 3 meses antes de causar danos visíveis."

Em seguida, o chip mede a resistência dos sensores, coletando as informações destes, as quais ficam disponíveis aos técnicos.

Vantagens da integração

Santana afirma que o fato de o chip substituir diversos componentes eletrônicos proporciona menores custos.

Morimoto afirma que, além de mais barato, o sistema é robusto, pois suporta a severas condições climáticas, mecânicas e eletromagnéticas de operação.

Segundo informações de Hugo Daniel Hernández, projetista do chip, o tt0307f foi projetado para funcionar de forma estável numa faixa de temperatura de -40°C até 100°C.

Hugo Puertas de Araújo, coordenador técnico dos projetos do LSI-TEC, acrescenta outras vantagens, como a maior praticidade para manutenção, menor volume físico e facilidade para estoque, pois substitui diversas placas eletrônicas.

Ademais, Araújo afirma que o chip não se limita a utilização em transformadores, ele "tem aplicação genérica, podendo ser usado por outros equipamentos que fazem leitura de resistência, tensão e corrente elétrica, bastando para isso que o microcontrolador externo programe qual funcionalidade do chip será empregada".

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