Postiženým, kteří nemohou pohybovat rukama a přesto by chtěli plnohodnotně pracovat s počítačem, svitla nová naděje. Vědci z Gerstnerovy laboratoře katedry kybernetiky ČVUT vyvinuli unikátní přístroj, který dokáže nahradit počítačovou myš pohyby očí.
Celý systém Memrec vyvíjela Marcela Fejtová spolu se svým bratrem Janem Fejtem a vedoucí biolaboratoře katedry kybernetiky ČVUT doc. Ing. Lenkou Lhotskou, CSc. "Někdy před třemi lety jsem viděla v televizi dokument o tom, jak postižení, bez hybnosti rukou, musejí ovládat počítač ústní tyčinkou," vypráví Fejtová o momentu, kdy přišla na původní nápad. Druhým impulzem pak byl článek v odborném tisku o postižených, kteří mohou většinou alespoň pohybovat očima, takže očními pohyby mohou nahradit ty mechanické.
Systémy na sledování pohybů očí přitom nejsou nic nového pod sluncem. Videookulografie, jak se tento obor nazývá, se ve světě vyvíjí od konce šedesátých let. Podobné systémy se buď používají v diagnostice a v tom případě jsou většinou příliš složité a finančně velice nákladné. Kromě toho na tomto principu fungují i zařízení v digitálních fotoaparátech a kamerách, která umožňují zaostřit přesně na to místo, na které se člověk dívá. Autoři však chtěli vyvinout svůj vlastní systém, který by byl nejen velice jednoduchý a levný, ale který by je ani nesvazoval problémy s patenty a ochrannými známkami.
Kamera je jednoduše připevněná na obrubě brýlí
Prvním zásadním problémem, který musel vývojový tým vyřešit, byla obligátní otázka financování, ale také řešení problémů jako kdo by mohl přístroj vyrábět a jaký by mohl být okruh uživatelů. Protože se jednalo o unikátní projekt, jednali tvůrci o možnostech financování prostřednictvím nejrůznějších grantů. Nakonec se podařilo zajistit finanční prostředky z interního grantu ČVUT.
Další otázkou bylo, kam umístit samotnou kameru, která musí být umístěna blízko hlavy. Konkurenční zahraniční přístroje mají obvykle kameru umístěnou na monitoru nebo blízko něj. Toto řešení však má tu velkou nevýhodu, že uživatel musí mít hlavu pevně zafixovanou, čímž jsou možnosti pohybu kurzoru značně omezeny.
Čeští vědci se rozhodli jít jinou cestou a přiblížit nějak kameru k samotnému oku. Zde ovšem vyvstal problém, jak to zařídit. Nápad připevnit kameru k obyčejné brýlové obrubě vyplynul tak nějak sám od sebe. Marcela Fejtová k tomu říká: “Při hledání tohoto řešení nám pomohla i naše rodina. Naštěstí můj bratr má přítelkyni, jejíž rodiče vlastní optiku.“ Do budoucna uvažují tvůrci i o umístění kamery na podobné tyčce, jakou je u headsetů upevněn mikrofon.
Další krok spočíval ve výběru použitých součástek. Tvůrci jich na základě původního projektu otestovali celou řadu. Kupříkladu pracovali jak s barevnou, tak s černobílou kamerou, která se však nakonec ukázala jako lepší a levnější řešení. Jedná se o úplně obyčejnou kameru, jaké se používají kupříkladu ve webových kamerách pro videokonference. U součástek byl také ten problém, že se dodavatelé netváří příliš vstřícně na objednávky po jednom kuse. Většinu součástek obyčejně dodávají v sériích. Celkové náklady na použité součástky pro jeden prototyp nakonec dosáhly pět tisíc korun, k čemuž si ovšem ještě musíte přičíst cenu brýlové obruby.
Ovládání: pohyby očí a tři tlačítka
Systém se skládá z miniaturní černobílé kamery, která je upevněna na brýlové obrubě a snímá vaší zornici. Kamera je pomocí kabelu připojena k malé černé krabičce, která je srdcem celého systému. Obvody, které jsou uloženy v krabičce, převádějí signály z kamery a emulují myš, díky čemuž můžete Memrec připojit pomocí USB k počítači, protože se výsledný systém tváří jako kterákoli myš. V důsledku toho můžete Memrecem ovládat jakýkoli software, který je možné ovládat myší a nepotřebujete k tomu žádný dodatečný speciální software.
Ovládací prvky krabičky se smrskly na tři tlačítka. Červené tlačítko kalibruje systém a nastavuje zónu, v níž se bude snímat oční pohyb. Žlutým tlačítkem si můžete přepnout, jestli budete pohybovat pouze očima nebo si pomáhat pohyby hlavou. Když při používání pohybujete hlavou, tak mimoděk hýbete i očima, zatímco pohybovat pouze očima je trochu obtížnější. Posledním zeleným tlačítkem se zapíná pohyb kurzoru.
Memrec funguje tak, že pokud se díváte nahoru, pohybuje se kurzorem nahoru. Sklopíte-li oči, pohybuje se kurzor dolů, a pokud se podíváte do středu, kurzor se zastaví. Kliknutí myši je simulováno mrknutím oka. Abyste se vyhnuli nechtěnému klikání při mrkání, musí mrknutí trvat alespoň sekundu. Tuto dobu si ale můžete nastavit podle svých potřeb.
Přístroj dokáže ovládat kdokoli
Doposud si přístroj vyzkoušelo na padesát lidí, z nichž tvoří postižené děti z Jedličkova ústavu jen malou část. Ukazuje se, že právě postižení vykazují nejvyšší úspěšnost. Podle Marcely Fejtové je to dáno tím, že jsou postižení zvyklí na používání nejrůznějších kompenzačních pomůcek. "Jeden chlapec přišel o obě ruce a už po chvíli používání dokázal pomocí Memrecu psát dopis v textovém editoru." Jiný chlapec upravoval obrázek ve Photoshopu. Vyzkoušeli jsme si používání Memrecu na vlastní kůži a přestože kvalit onoho chlapce nedosahujeme, dokázali jsme s ním po chvíli surfovat po internetu. Psát texty pak lze prostřednictvím softwarové klávesnice, která je součástí standardní výbavy operačního systému Microsoft Windows.
Plány do budoucnosti
V současnosti existuje pouze jediný prototyp systému Memrec, který vyrobili jeho tvůrci doslova na koleně. V nejbližší době se však chystají vyrobit dalších patnáct kusů. Do budoucna plánují vědci nahradit černobílou kameru infrakamerou. Dosud Memrecu trochu vadí nedostatek světla a tak bylo nutné člověka dobře nasvítit. Stejně tak má problémy s přílišným makeupem a to především s dlouhými řasami, což by mělo řešit právě použití infrakamery.
Aktuálně probíhá patentové řízení a kromě toho se snaží tvůrci nalézt pro svůj systém výrobce. Proto se zamýšlí i nad jinými možnostmi využití Memrecu než jen jako pomůcky pro postižené. Kupříkladu by ho bylo možné využít při rehabilitaci paralytického strabismu, co je laicky řečeno odstranění šilhání. Další možností je využití při diagnostice dyslexie. Rýsuje se spolupráce s pedagogicko-psychologickou poradnou, kdy by její pracovník objížděl s Memrecem mateřské školky a testoval děti na dyslexii ještě před jejich nástupem do školy, což by jim ušetřilo spoustu trápení. Možná by šlo Memrec využít i při různých neurologických vyšetřeních. Například jako doplňková vyšetření u Parkinsonovy a Alzheimerovy nemoci. Jednou z dalších možností využití by bylo ovládání nejrůznějších sond, kdy potřebuje mít dotyčný člověk volné ruce. Typickým příkladem jsou například různá endoskopická vyšetření a operace.
Memrec je skutečně unikátní přístroj, který může dát naději na lepší život mnoha lidem. Právem bylo toto zařízení navrženo na cenu Česká hlava 2004 v kategorii mimořádný počin v oblasti základního nebo aplikovaného výzkumu či v technických inovacích.
