lunes, 9 de septiembre de 2013

Electroencefalograma EEG para detectar imágenes del enemigo

Demasiadas imágenes para tan pocos ojos. Un projecto de DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) está trabajando en detectar automáticamente imágenes del enemigo a través de las ondas generadas por el electroencefalograma EEG de la persona que las observa.


DARPA es una agencia estadounidense que invierte en investigación básica para luego trasladar los resultados al campo militar. El proyecto conectoma humano está financiado por DARPA. La creación de un chip bioinspirado también. En el presente proyecto se trata de resolver un problema. Los satélites toman demasiadas imágenes. Tantas que no pueden ser procesadas a tiempo. Muchas de ellas no las ve nadie. Un ejercito de personas es necesario para encontrar señales del enemigo entre tanta información visual.
El programa se llama NIA (Neurotechnology for Intelligence Analysts). En 1995 cientos de analistas se enfrentaban a pilas de imágenes por satélite en busca de rastros humanos: líneas de comunicaciones, edificios, campamentos o señales de presencia humana. Conapenas unos pixels, los analistas podían detectar estos rastros, como los que condujeron a la detección de misiles rusos en Cuba que condujo a la crisis de los misiles y que puso en alerta al mundo entero. En 2001 un comité del Congreso emitió un comunicado de reproche por la poca eficiencia del tratamiento de las imágenes.
En los años 30, Hans Berger comenzó a usar el EEG en personas. El EEG mide la respuesta agregada de millones de neuronas. Es sencillo de usar, no es invasivo y es barato. Basta con colocar un casco con electrodos sobre la cabeza. La resolución temporal es muy buena, del orden del milisegundo. La resolución espacial es, por el contrario, bastante baja. Solo unos pocos electrodos fuera de la cabeza miden la actividad de todo el cerebro. No obstante, un buen número de ondas cerebrales han sido identificadas. Las más notables corresponden con el sueño profundo, superficial, estar despierto o muy alerta. Son las ondas alfa, beta, gamma…
Una señal muy importante es la llamada P300. Es una señal inconfundible que ocurre 300ms después de que aparece un estímulo que el sujeto estaba esperando. Un estímulo visual puede reconocerse si se presenta en menos de 50ms, pero el proceso mental que lleva a hacerlo consciente requiere un tiempo. Finalmente, después de 300ms el cerebro en conjunto se activa en lo que podemos llamar conciencia. De modo que P300 es el potencial generado en el cerebro 300ms después de presentado un estímulo al sujeto que llega a hacerse consciente. P300 es muy poco manipulable por el sujeto de modo que la respuesta es universal y fiable.
Los ordenadores realizan muchas de las funciones que antes estaban reservadas a humanos. En concreto el análisis de las ondas generadas por EEG es complejo. El estudio automatizado de dichas ondas por parte de un ordenador es vital. En el otro lado del problema, la detección de estructuras por ordenador es útil, pero queda muy por debajo de la capacidad de proceso del cerebro humano. De modo que la combinación de todo ello puede conducir a una mejora sustancial del proceso. He aquí como funciona.
Unos ordenadores hacen una selección previa de las imágenes del satélite. Estas imágenes se pasan a los analistas. Los analistas tienen un casco EEG que registra sus ondas cerebrales. Por la pantalla del ordenador pasan las imágenes seleccionadas. Los analistas no hacen nada; no aprietan un botón o dicen algo. No es necesario. Cuando detectan una estructura que pueda asemejarse a una instalación enemiga, un estímulo que estaban esperando, su cerebro emite una onda P300 recogida por el EEG y la imagen es seleccionada para un procesamiento posterior más detallado.
¿Cuántas imágenes puede procesar cada analista? Existen muchos experimentos de la Psicología de la Atención que han versado sobre ello. En el caso del que hablamos la frecuencia se estableció en 20 imágenes por minuto, 3s por imagen. Una velocidad enorme. No es posible mayor velocidad porque debajo de un umbral, cada imagen enmascara a la anterior. De modo que el analista se convierte en un mero procesador visual.
La señal P300 también ha sido usada en otros dispositivos. Uno muy conocido es la silla de ruedas controlada por la mente para personas altamente discapacitadas. Una pantalla montada sobre una silla de ruedas robotizada muestra flechas con direcciones. Cuando la aparece la flecha con la dirección a la que el sujeto quiere dirigirse, su cerebro emite un P300, el ordenador lo detecta y encamina la silla hacia ese punto.
El EEG es una técnica desarrollada hace muchos años que hoy sigue teniendo novedosas aplicaciones.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

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