Interacción tri-manual en sistemas híbridos BCI-VR: integración de la mirada, control de EEG para una mejor...

Área de la Ciencia:

• La neurociencia y la interacción humano-computadora
• Realidad virtual y integración de BCI
• Desarrollo de tecnologías de asistencia

Sus antecedentes:

• Los sistemas actuales de interfaz cerebro-ordenador (BCI) y realidad virtual (VR) se enfrentan a desafíos para lograr un control intuitivo de múltiples extremidades.
• Los marcos existentes a menudo requieren hardware especializado o una amplia capacitación, lo que limita la accesibilidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un marco híbrido BCI-VR de grado de consumo para el control simultáneo de dos manos biológicas y una tercera extremidad virtual.
• Investigar la viabilidad del uso de umbrales de atención y seguimiento de la mirada para el control intuitivo de extremidades supernumerarias en realidad virtual.
• Evaluar el rendimiento del sistema, la carga de trabajo y los correlatos neurofisiológicos de la realización.

Principales métodos:

• Controladores integrados de seguimiento ocular Tobii, NeuroSky EEG y no hápticos para un sistema híbrido BCI-VR.
• Se utilizaron los umbrales de atención de e-Sense (> 80% para 300 ms) para la activación virtual de la mano y la orientación dirigida por la mirada.
• Empleado un algoritmo de arbitraje de peso máximo suave para resolver conflictos de entrada y gestión de carga cognitiva adaptativa.

Principales resultados:

• Logró una tasa de éxito del 92,4% en la resolución de conflictos espaciotemporales y una tasa de éxito del 87,5% en manos virtuales.
• Se redujo el error espacial en un 41% (σ = 0,23 mm frente a 0,39 mm) y la carga de trabajo de la NASA-TLX en un 22%.
• Modulaciones de energía de banda beta características observadas, que indican la realización mediada por la atención de la extremidad virtual.

Conclusiones:

• Los algoritmos sofisticados pueden superar las limitaciones de hardware de grado de consumo para un control preciso de realidad virtual.
• El marco desarrollado permite aplicaciones de RV tri-manual accesibles para la rehabilitación, la capacitación y las tecnologías de asistencia.
• Pruebas neurofisiológicas demostradas para la incorporación de extremidades supernumerarias impulsadas por la atención en VR.