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PTDC/EEI-AUT/30935/2017

Logos Centro2020 e FCT

Código da Operação: CENTRO-01-0145-FEDER-030935

Acrónimo: B-RELIABLE

Referência: PTDC/EEI-AUT/30935/2017

Objetivo principal: Reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação

Título: Métodos para melhoria da fiabilidade e a interação em sistemas de interface cérebro-máquina através da integração da deteção automática de erros.

Área Científica: Tecnologias de Informação e Comunicação

Síntese do Projeto: O projeto interdisciplinar B-RELIABLE tem como objetivo a I&D de novos métodos, modelos teóricos e computacionais e respetiva validação experimental, em sistemas centrados no ser humano, visando: 1) o aumento da fiabilidade de interfaces cérebro-computador/máquina (ICC/ICM) destinadas a pessoas com limitações motoras severas, em aplicações de comunicação e controlo colaborativo; e 2) a criação de formas novas e mais naturais de interação homem-máquina (IHM) e de novos paradigmas de intervenção com neurorealimentação (NR), baseados na deteção automática do erro (originadas pelo humano ou de sistema), em aplicações para pessoas saudáveis ou com perturbações de neurodesenvolvimento.

A ocorrência de erros aquando da utilização de sistemas de IHM é algo inerente a todos os sistemas de interação e pode dever-se à baixa fiabilidade do sistema ou a erro do utilizador (e.g. lapsos de atenção, má interpretação, imprecisão de controlo). A deteção automática do erro pode contribuir para um aumento da fiabilidade de IHM, ou para estabelecer um canal primário de comunicação, ou para automatizar a reabilitação através de NR. O projeto B-RELIABLE pretende aprofundar a investigação da utilização de um sinal electroencefalográfico (EEG) designado por Error Related Potentials (ErrP), que ocorre naturalmente no cérebro como resposta a erros inesperados.

Complementarmente, propomos procurar outras correlações EEG do erro baseadas na conectividade neural, e prever estados emocionais que propiciem a ocorrência de erro, a partir de alterações no sistema nervoso autónomo (e.g.,observando a resposta galvânica da pele e ECG).

A primeira linha de investigação vem no seguimento dos resultados alcançados no projeto AMS-HMI RECI/EEIAUT/0181/2012 (https://sites.google.com/site/amshmi12/), procurando contribuir com a melhoria da mobilidade de pessoas com limitações motoras severas (com atividade muscular reduzida ou inexistente). Procuramos agora melhorar a fiabilidade das ICM para comunicação e controlo, focando a condução de uma cadeira de rodas inteligente em tarefas reais do dia-a-dia. A ICM fornece informação espaçada no tempo e com baixa fiabilidade. A deteção automática do erro combinada com controlo partilhado homem-robô pode proporcionar o aumento da fiabilidade, para alcançar uma navegação segura e eficaz.

A segunda linha de investigação do projeto B-RELIABLE pretende investigar como é que os ErrP podem ser usados em aplicações que vão para além das perturbações motoras, nomeadamente: 1) na condução automóvel, em sistemas avançados de assistência à condução, procurando perceber como é que a deteção de erro pode melhorar a interação e a segurança na condução (colaboração da empresa ALTRAN-Portugal); e 2) Paradigmas baseados em NR, investigando como é que a deteção de erro pode ser embebida na terapia potenciando a neuroreabilitação (e.g. autismo, onde a aprendizagem da monitorização do erro e o controlo do comportamento orientado por objetivos é relevante).

Investigador Responsável: Doutor Miguel Sá Sousa Castelo Branco

Programa de Financiamento: PT2020 - SAICT - PTDC/ICDT

Instituição Financiadora: Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Data de início: 20/06/2018

Data de conclusão: 19/06/2021

Instituições participantes no Projeto: ISR - Instituto de Sistemas e Robótica (proponente)

Universidade de Coimbra (parceiro)

Instituto Politécnico de Tomar (parceiro)

Custo total elegível (EUR): 43.261,36€

Apoio financeiro da UE: 36772,15€

Apoio financeiro nacional: 6489,21€

Técnico do Projeto: Filipa Ferraz

Contacto: 239 247 017