Luca Tonin, trentenne veneziano laureato all’Università di Padova ha inventato un computer in grado di leggere nel pensiero inaugurando una nuova forma di comunicazione uomo-macchina. Si tratta di una invenzione rivoluzionaria che può avere molteplici applicazioni a cominciare dalle macchine per il sostegno o la riabilitazione di persone disabili
Lo hanno definito “il computer che legge nel pensiero”. La definizione è un po’ esagerata, ma il lavoro di Luca Tonin ha comunque del fantascientifico. Tonin, trentenne veneziano, si è laureato a Padova in Ingegneria Elettronica, specializzandosi nella Brain Computer Interface (BCI), la branca dell’Ingegneria che si pone l’obiettivo di mettere in comunicazione il cervello umano con un computer.
In sostanza, la BCI rappresenta la prima forma di comunicazione uomo-macchina senza comandi fisici. Nessun pulsante, nessuna leva, nemmeno una parola. L’unico comando capace di azionare il prototipo di Luca (un robot composto da un computer, una videocamera e una specie di tavolino con le ruote) è il pensiero.
«Sfatiamo un mito: nessun computer al mondo è (ancora) in grado di leggere il pensiero umano – spiega Luca – tuttavia, noi sappiamo che determinate azioni del corpo umano “attivano” delle specifiche zone nel cervello. Se insegniamo ad una macchina a riconoscere queste attività celebrali e associamo a queste un comando, appena la persona farà o anche solo immaginerà un certo movimento, la macchina potrà riconoscere quel “pensiero” e mettersi in funzione. Quando mi sono laureato, il sistema BCI riusciva a leggere solo due comandi, creati da un “pensiero” motorio, che la macchina poteva interpretare, ad esempio, come movimenti “destra”- “sinistra”. Ancora poco per poter immaginare un’applicazione pratica».
Per “guidare” un sistema BCI l’utente deve applicarsi dei sensori alla testa (simili a quelli per un elettroencefalogramma) e deve formulare i pensieri che il computer conosce. Questo li trasmetterà ad una macchina (negli esperimenti di Tonin, un robot semovente) che reagirà a quel comando. Se l’utente immagina di muovere la mano destra, si attiva una certa zona del cervello. Il computer se ne accorge ed ordina al robot di andare a destra, e così per la sinistra. Peccato però che fino ad ora il robot non fosse in grado di contestualizzare gli ordini: eseguiva i comandi meccanicamente, anche a costo di andare contro il muro.
Ma Luca ha voluto provare a superare questi limiti: dopo la laurea lascia l’Italia e va in Svizzera, dove per quattro anni porta avanti la sua ricerca presso l’Ecole Polytechnique Federale di Losanna. Tempo e fatica per far fare un passo avanti al sistema BCI. Un passo piccolo, ma straordinario.
«Quattro anni fa, il computer riconosceva solo l’attività celebrale basata sull’immaginazione motoria (es. “immagino di muovere una mano”) o risposta a stimoli indotti esternamente. Io gli ho insegnato a riconoscere un terzo segnale, l’attenzione visiva volontaria (tradotto: “sto fissando una cosa”). Un terzo segnale che significa un terzo comando che può essere dato alla macchina. Ma non solo: in Svizzera, ho migliorato il robot pilotato tramite BCI, in modo che imparasse a contestualizzare i comandi che riceveva. Oggi, seguendo il principio che in robotica è noto come H-Metaphor, il robot semovente realizza il comando (ad esempio, “vai a destra”) solo se è sensato, cioè se a destra vede campo libero».
Quali potranno essere le applicazioni di questa scoperta? «Aver introdotto un terzo comando, che non richiede il movimento degli occhi ma solo la concentrazione, rende il sistema BCI utilizzabile anche da una persona completamente paralizzata. Un giorno, continuando le ricerche, questa tecnologia sarà applicabile a carozzine, esoscheletri ed altre macchine per il sostegno o la riabilitazione di persone disabili o temporaneamente impossibilitate a compiere alcuni movimenti. Abbiamo già sperimentato alcune applicazioni, con la collaborazione di pazienti affetti da patologie che ne impediscono il movimento: i risultati sono incoraggianti». Oggi, Luca Tonin è socio di EXiMotion, una start up che progetta prodotti clinico-assistenziali tecnologici, rivolti a chi abbia difficoltà di movimento, siano temporanee o permanenti, e per il supporto alla riabilitazione. EXiMotion, con sede a Padova, è nata dalla collaborazione tra Luca, i professori Enrico Pagello e Emanuele Menegatti dell’Università di Padova, il dottorando Roberto Bortoletto ed IT + ROBOTICS, società spin-off dell’Università.
«La prima applicazione della BCI sarà in campo sanitario – continua Luca – e credo che potrà essere molto utile soprattutto come supporto alla riabilitazione motoria. Altre applicazioni più fantascientifiche, come guidare un’automobile con il pensiero? Oggi ancora impossibile. Ma il bello della ricerca è questo: non sappiamo cosa potremo scoprire andando avanti».
