BMI Focus

Scuola Normale Superiore
Università di Bologna
Università di Napoli Federico II
Università di Napoli Federico II

BMI Focus: Brain Machine Interface in space manned missions: amplifying FOCUSed attention for error counterbalancing.

  • Acronimo: BMIFOCUS
  • Finanziato da: Regione Toscana, Programma Operativo Regionale FESR 2014-2020, Bando N. 1: Progetti strategici di Ricerca e Sviluppo
  • Durata: 24 mesi
  • Data di inizio progetto: 08/01/2018
  • Il progetto

  • L’idea alla base del progetto è lo sviluppo di un sistema di misura e di potenziamento delle abilità cognitive, delle funzioni sensorimotorie, delle funzioni emotive e del controllo dello stress nell’uomo in condizioni estreme. Questa esigenza si rivela particolarmente importante per quei soggetti che operano in condizioni e contesti dove non e possibile permettersi errori nelle attivita operative, come gli astronauti durante le attivita di pilotaggio di veicoli spaziali. L’obiettivo generale del progetto è lo sviluppo di un sistema di neuro-stimolazione integrato in una piattaforma di addestramento per il pilotaggio di veicoli spaziali, sia in condizioni di simulazione sia in condizioni reali. Il sistema di neurostimolazione sarà adattivo, ossia gestito mediante un’analisi in tempo reale dei segnali psico-fisiologici (ad es. elettroencefalografia, elettromiografia, elettrocardiografia, respirogramma, risposta galvanica cutanea), dei parametrici biomeccanici del soggetto, dei parametri ambientali, di simulazione e di guida al fine di incrementare ed ottimizzare le funzioni cerebrali cruciali per il raggiungimento dei compiti preposti di pilotaggio di veicoli spaziali.

  • La piattaforma di addestramento sarà in grado di riprodurre alcune operazioni, principalmente di integrazione sensorimotoria, critiche per le attività spaziali, tra cui:

    • le operazioni di guida dei veicoli di esplorazione spaziale quali i Rover pilotabili
    • le operazioni di docking tra i veicoli spaziali

  • Per effettuare le operazioni di addestramento in ambiente reale, sarà realizzato un modulo Rover pilotabile integrato con il sistema di neurostimolazione. Mentre, per l’addestramento simulato, sarà realizzato un sistema di realtà virtuale ed un sistema aptico indossabile. Durante le fasi di pilotaggio, in condizione simulate e reali, saranno acquisiti ed elaborati real-time segnali biomedici per la caratterizzazione psico-fisiologica dei soggetti. Tra i segnali acquisiti ci saranno quelli elettroencefalografici, elettromiografici, conducibilità cutanea e cardiorespiratori. Tali segnali saranno poi utilizzati come feedback per i dispositivi attuatori di stimolazione e modulazione (sistemi di stimolazione transcranica elettrica).

  • Quindi, il progetto prevede la realizzazione di un sistema aptico indossabile dal soggetto. Tale sistema sarà costituito da un dispositivo robotico indossabile sugli arti superiori (braccia e mani) capace di registrare il movimento di chi lo indossa e in grado anche di esercitare delle forze sul soggetto stesso. Tramite l’attuazione biomeccanica sarà possibile rendere pienamente reale l’esperienza di simulazione (ad es. simulando in modo efficace gli effetti a livello muscolare e scheletrico della riduzione/assenza di gravita). Il sistema aptico indossabile sarà combinato con un sistema di realtà virtuale (VR) immersiva in un sistema integrato di simulazione (SIS). Il SIS sara in grado di variare le situazioni di simulazione in diversi scenari con diversi livelli di difficolta, ad esempio introducendo imprevisti o problematiche, in modo da sottoporre il soggetto ad un carico di stress acuto variabile.

  • In estrema sintesi, il progetto si propone di progettare e costruire:

    • Sistema di stimolazione celebrale (SSC) adattivo mediante tecniche di stimolazione elettrica transcranica.
    • Sistema integrato di acquisizione (SIA) di segnali biomedici (segnali elettrofisiologici e autonomici e biomeccanici).
    • Sistema di simulazione (SIS) per il potenziamento cognitivo, emotivo e sensorimotorio integrato con il sistema di neurostimolazione, costituto da un sistema di realta virtuale ed un sistema aptico. Il SIS sara integrato con SSC e SIA.
    • Modulo rover pilotabile (MRP) per l’addestramento in ambiente reale. Il MRP sara integrato con SSC e SIA.
    • Software per l'analisi in tempo reale dei segnali biomedici, ambientali, di simulazione e di pilotaggio al fine di attivare in modo ottimale il sistema di stimolazione celebrale.

    Le imprese e gli Organismi di ricerca partecipanti al progetto

    Coordinatore: COSTRUZIONI NOVICROM S.R.L.

    Partners:

    • SIGMA INGEGNERIA
    • GIGA PIÙ S.R.L.
    • EUROPEAN AIR CRANE
    • S.M. SCIENZIA MACHINALE S.R.L.
    • HUMANWARE
    • Laboratorio SMART
    • Università di Pisa- Dipartimento di Patologia Chirurgica, Medica, Molecolare e dell'Area Critica
    • Università di Firenze- Dipartimento di Ingegneria Industriale

    Contatti & Poster del Progetto

    Dott.ssa Monica Sanna
    Scarica il poster del progetto