02 junio 2021

Escribir sin usar las manos

Imagen de Gerd Altmann en Pixabay

La ciencia está cada vez más cerca de desentrañar los mecanismos cerebrales de la escritura y reproducirlos artificialmente.

Investigadores estadounidenses han diseñado una red neuronal artificial capaz de interpretar las señales cerebrales de alguien que imagina que está escribiendo con un bolígrafo y convertirlas en texto a una velocidad sin precedentes.

Hasta ahora, la escritura o los registros de navegación del cursor establecidos para este tipo de interfaz cerebro-computadora han involucrado un sistema de seguimiento de la cabeza o los ojos, lo que resulta particularmente engorroso para el usuario.

En un trabajo presentado en la revista Nature, Jaimie Henderson y sus colegas de la Universidad de Stanford lograron resolver este problema al implantar dos pequeños conjuntos de sensores en el cerebro de un hombre de 65 años que sufrió una lesión de la médula espinal en 2007 que le dejó tetrapléjico.

Cada red de sensores pudo detectar señales de alrededor de 100 neuronas, una fracción de los aproximadamente 100 mil millones de células nerviosas en el cerebro humano. Entonces, cuando el hombre imaginaba escribir letras y palabras en una hoja de papel, las señales se transmitían a una red neuronal artificial.

Tales sensores no se dirigen a neuronas específicas, ya que miles o millones de ellos pueden estar involucrados en el movimiento de la mano, según señalan los investigadores. Los implantes monitorean alrededor de 200 células nerviosas, lo que proporciona suficientes pistas para que la red neuronal artificial interprete de manera fiable las señales cerebrales.

Cuando la persona se imaginaba escribiendo una letra o un símbolo, los sensores implantados en el cerebro detectan patrones de actividad eléctrica que un algoritmo interpreta para establecer la trayectoria del bolígrafo imaginario.

Por lo general, las redes neuronales se forman a partir de varios ejemplos que, en este caso, se reducirían a registrar una señal cerebral mientras se escribe un determinado carácter.

Aunque tal enfoque es efectivo cuando ya existen grandes conjuntos de datos o son proporcionados por sistemas automatizados, generar un archivo de este tipo habría requerido que el sujeto pensara en escribir miles de caracteres.

Para acelerar el proceso, el equipo registró ejemplos de señales emitidas por el cerebro humano mientras escribía ciertas letras y luego generó copias adicionales al agregarles ruido aleatorio para construir un conjunto de datos compuestos.

Sin embargo, tal enfoque implica que el modelo creado no es transferible a otra persona, ya que la red neuronal sólo se entrena con datos de un único individuo, con sensores colocados en una sola ubicación.

Gracias a este sistema, el hombre pudo teclear 90 caracteres por minuto (frente a sólo unos cuarenta del récord anterior logrado con un sistema de seguimiento clásico), acercándose así al promedio de personas de su edad que usan un teléfono inteligente, establecido en 115 caracteres por minuto.

La precisión de escritura fue del 94,1%, una cifra que superó el 99% cuando se utilizó una herramienta de corrección automática.

Si bien las interfaces cerebro-computadora anteriores habían podido interpretar señales grandes, como las de los movimientos de los brazos, hasta ahora no habían sido capaces de captar las de movimientos finos y diestros como la escritura a mano.

Las aplicaciones médicas son evidentes, pero las implicaciones de estos logros podrían hacer cambiar de manera radical el sistema de escritura de los hombres, no sólo de las máquinas.

Mucho más de lo que fue cuando se pasó de la escritura oral a la manuscrita, y de la manuscrita a la escritura en máquina de escribir y después a ordenador.

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