K čemu je vlastně MEMREC dnes využíván a na čem se v rámci jeho vývoje aktuálně pracuje?

Jednou z aplikací, která je už rutinně využívaná, je sledování očních pohybů a jejich využívání pro ovládání počítače. Tato aplikace nese od uvedení do praxe název I4Control. Původní pracovní název MEMREC jsme opustili, protože nevypovídal nic o přístroji. Vývoj jsme od začátků stihli posunout skutečně hodně daleko. Nyní hledáme další možnosti využití přístroje. Těch je totiž, kromě toho, který byl prvním určením přístroje, celá řada. Dnes již je ve fázi, kdy lidé s motorickým hendikepem mohou I4Control využít nejen pro ovládání počítače jako takového, ale současně prostřednictvím počítače i jiných zařízení – tak, jak se ke konkrétní činnosti naprogramuje software.

Doc. Ing. Lenka Lhotská, CSc. se dlouhodobě zabývá aplikacemi metod umělé inteligence na zpracování biomedicínských dat a signálů, aplikacemi mobilních technologií ve zdravotnictví a telemedicíně a vývojem a aplikacemi asistivních technologií. Je vedoucí oddělení Kognitivních systémů a neurověd v CIIRC ČVUT a vedoucí katedry přírodovědných oborů FBMI ČVUT.

Můžete mi říci, na jakém základě přístroj pracuje?

Základní součástí celého systému je kamera, která sleduje oční pohyby uživatele. Kamera může být umístěna na monitoru počítače nebo na konstrukci podobné brýlovým obroučkám a je vždy nakalibrovaná na konkrétní oko. Přístroj tak může sledovat, kam se člověk dívá. Základní myšlenkou je, že využijeme pohled oka, jako bychom chtěli něco řídit joystickem. Dá se tak řídit i klávesnice – například jedno mrknutí oka znamená enter, dvě jdoucí rychle po sobě jsou doubleclick. Nebo uživatel pohlédne na písmenko, mrkne a tím je napíše. Od toho se odvinuly další aplikace.

Foto: Ryzsawy, ČVUT

Můžete tedy uvést další možnosti využití?

Patří mezi ně třeba terapie šilhavosti u dětí. Jde o to, natrénovat oko, které utíká, jestliže tradiční postupy dnešní děti nebaví. Tady kamera plní dvojí účel – sleduje pohyb oka, který se zaznamenává. Po čase tak lze ze záznamu vyhodnotit, jestli se dítě zlepšuje. Dřív mohl lékař kontrolovat stav pouze za použití svých záznamů, což je vždy dost nepřesné. Navíc je v podstatě možné, aby se zařízení zapůjčilo pacientovi domů, takže s jeho pomocí lze nejen měřit stav, ale i provádět vlastní trénink. Kamera nové verze přístroje umí pracovat i v režimu infračerveného světla, takže není závislá na kvalitě osvětlení. Dřív byly využívány kamery obyčejné, čímž docházelo ke zkreslení, třeba i v důsledku méně kontrastní barvy očí. Ke každému dalšímu úkolu musíme vyvinout nový software. Například v naměřených datech z očního pohybu hledáme pokaždé něco nového. Také ovládání počítače může být různé, podle potřeb uživatele. Nebo když při léčbě šilhavosti potřebujeme zjistit, jak je oko procvičené, a musíme porovnat několik záznamů, které byly pořízeny v různých časech, musí na to být opět speciální software. Další aplikací je včasná diagnostika dyslexie. Standardně se na dyslexii přichází až ve škole, kdy se děti začínají učit číst. Ale ukazuje se, že když se povede odchytit ještě, než jdou do školy, tak se intenzivním tréninkem mohou projevy dyslexie zredukovat, což ve výsledku znamená, že dítě má ve škole méně problémů. Jistěže na jiných pracovištích se lékaři pokoušejí dyslexii diagnostikovat i jinými způsoby, ale z očních pohybů je to patrné nejvýrazněji. Důvodem je, že když sledujeme text nebo body či obrázky na monitoru, nepohybují se naše oči kontinuálně, ale jsou tam tzv. rychlé a pomalé sakády – pohyb je trošku trhaný. A u dyslektiků ještě dochází k tomu, že je tam pohyb zpět, jakési zadrhnutí, po kterém pokračuje dále. Na to je nutné mít algoritmus, který tento pohyb dokáže bezpečně identifikovat. Navíc toto vyšetření lze pro děti udělat zajímavé, třeba použitím obrázků. Principem vyšetření je, že kamera sleduje způsob pohybu očí. Nejvýraznější rozdíly mezi zdravým jedincem a dyslektikem se dají identifikovat při sledování pohybujícího se objektu na monitoru.

Už brzy se tedy budeme moci těšit na včasnou a přesnou diagnostiku dyslexie?

Ještě je třeba aplikaci otestovat na dostatečně velkém souboru pacientů. Včetně dětí, u nich víme, že dyslexií trpí, i těch, u nichž bezpečně víme, že ji nemají. Spolupracujeme s pedagogicko-psychologickými poradnami při školách. V zájmu rodičů i dětí je, aby se diagnóza podchytila co nejdříve.

A existují ještě další způsoby využití?

Přístroj lze využít například pro testování různých manažerských schopností nebo na odolnost lidí vůči stresu. Například jestliže vyplňujete dotazníky na čas, může u toho zadavatel sledovat oční pohyby, mimo jiné kam se člověk v testu ve které chvíli dívá. Nebo lze testovat, jak mají být rozložené nějaké ovládací prvky, třeba v letadle nebo na velínech, kde operátoři musí pracovat s údaji z celé řady přístrojů. Obecně platí, že co je nejdůležitější, mělo by být co nejblíže středu, nikoli na periferii zraku. Nebo na základě sledování pohybů oka uživatele informačních systémů lze optimalizovat rozložení prvků na obrazovce. Tam je to také podstatné, protože jestliže má člověk větší část své pracovní doby zadávat do systému množství údajů, tak by to mělo být rozloženo ergonomicky, podle toho, kam se člověk nejčastěji dívá. To souvisí i s uživatelskou přívětivostí softwarů. Také lze sledovat jisté typy psychiatrických úchylek. Ke statistickému vyhodnocení musí být samozřejmě dostatek dat od relevantních pacientů.

Foto: Ryzsawy, ČVUT

Další možností je simulátor provozu na silnici pro stárnoucí populaci. Díky měření pohybu očí je možné sledovat, jak konkrétní člověk reaguje na určité definované situace. To by například lékaři pomohlo rozhodnout, jestli mu má prodloužit řidičský průkaz. Bylo by to jistě objektivnější než současné vyhodnocení na základě pozorování samotných lékařů.

A konečně, jak už jsem zmiňovala – pomocí očí bude možné ovládání všech technologií v bytě. Už jsme to vyzkoušeli s domácí elektronikou jako rádio, lampička… Ta zařízení samozřejmě musí mít nějaký vstup do počítače a přes něj pak bude možné je očima ovládat. To už souvisí s dnes tak často zmiňovaným internetem věcí v domácnosti.

Jaký bude tedy další krok k uvedení všeho toho, co jste zde zmiňovala, do praxe?

Základní ovládání počítače očima je již v podstatě vyřešené. Těžištěm naší práce je umět popsat, co v konkrétním signálu hledáme podle toho, pro jaký účel je konkrétní aplikace určena. Něco jiného budeme sledovat při prevenci šilhání, něco jiného při vyšetřování deviantů a něco jiného při testování manažerů. A je třeba vytvořit software jako jakousi skládačku, kde podle účelu vždy poskládáme příslušné dílky.

To vše je práce vašeho týmu?

Je to spolupráce dvou spojených týmů – jsou v nich zastoupeni pracovníci ze dvou kateder FEL a výzkumníci z CIIRC. Vedoucím úspěšného týmu je za FEL ing. Martin Dobiáš, Ph.D., a za CIIRC ing. Jaromír Doležal, Ph.D. Na řešení se podílejí další pracovníci ČVUT. Samozřejmě spolupracují s lékaři a psychology, psychiatry, případně odborníky z dalších aplikačních oblastí. Praktické využití zajišťuje firma Medicton, která realizuje potřebné transfery technologie do praxe. Podle typu uživatele lze přístroj prodat nebo existují různé formy pronájmu, čili i možností financování je pak vícero. Zejména pro handicapované uživatele se toto musí nastavovat na míru.

Mgr. Hana Janišová Rozhovor s doc. Lhotskou vedla Mgr. Hana Janišová, která je novinářkou specializující se především na témata z oblasti techniky, veřejné správy a bydlení a též na problematiku ochrany zvířat. Řadu let se také zabývala PR, zejména v oblasti informačních technologií.