Prof. Czyżewski: media pomagają wynalazkom wyjść z szuflady

Cyber-oko to aplikacja umożliwiająca m.in. śledzenie wzroku osoby pracującej przy komputerze. Pomaga w badaniu stanu świadomości pacjentów w stanie wegetatywnym, a sparaliżowanym umożliwia komunikację ze światem. Wynalazek naukowców z Katedry Systemów Multimedialnych Politechniki Gdańskiej wygrał plebiscyt na „Polski Wynalazek 2013 roku”.

PAP: Jak się Pan czuje jako nowa gwiazda polskiej nauki?

Prof. Andrzej Czyżewski: Jestem bardzo wdzięczny za tę promocję. Jeśli wynalazku nie pokaże się w mediach, to trudno jest wzbudzić zainteresowanie nim. To jest więc najlepsza droga do tego, by wynalazki nie pozostawały w szufladach naukowców.

PAP: Czy to znaczy, że wcześniej takiego zainteresowania ze strony przedsiębiorców nie było? Przecież jeszcze przed plebiscytem na „Polski Wynalazek 2013 roku” Cyber-oko zgarniało nagrody i medale.

A.C.: Widzieliśmy zainteresowanie ze strony rodzin pacjentów, ale jeśli chodzi o przedsiębiorców, to nie było zbyt dużego zainteresowania. By wyprowadzić technologię z uczelni do jakiejś firmy i ją wdrożyć, trzeba pokonać mnóstwo procedur. To one są największa przeszkodą w komercjalizacji wynalazków.

PAP: Z jakimi procedurami musi się w takim razie zmierzyć naukowiec, który nie chce, by jego wynalazek pozostał w szufladzie?

A.C.: Musimy np. wycenić wartość wynalazku. Pytanie: jak to zrobić? W naszym przypadku to jest pewna idea dużo warta dla nas i dla pacjentów - ale jak wycenić jej wartość komercyjną? Jest też wymóg, by zaoferować produkt wszystkim zainteresowanym. Moje wystąpienia medialne służą m.in. temu, by nie pojawił się zarzut, że rozmawiam tylko z jedną firmą. Później szukanie wzorów umów, prawne negocjacje. Jako profesorowie nie jesteśmy do tego zupełnie przygotowani. To powinny robić służby administracyjne.

PAP: Aplikacje do śledzenia wzroku i sprawdzania, w którą część monitora wpatruje się osoba badana już istnieją na świecie. Czym Wasze Cyber-oko się od nich różni?

A.C.: Nasze urządzenie jest czymś więcej, niż tylko techniką śledzenia wzroku. To połączenie kilku technologii w jedną spójną całość. Rozwinęliśmy specjalne oprogramowanie do testowania stopnia świadomości pacjenta, tak by na podstawie ruchów gałek ocznych można było określić, na ile zachował on świadomość.

Do tego systemu dodaliśmy kask encefalograficzny, który odbiera sygnały z powierzchni skóry głowy pacjenta. W tym przypominającym szum sygnale, nauczyliśmy się odczytywać intencje ruchu pacjenta. Terapeuta mówi do pacjenta, by poruszył prawą ręką, on oczywiście nią nie ruszy, bo jest bezwładny. Jednak możemy odczytać intencje jego ruchu i chęć poruszenia ręką. Znaczy to, że pacjent słyszy, że rozumie polecenie, ma wolę współpracy.

Pracujemy aktualnie nad tym, aby na podstawie sygnałów z kasku EEG i Cyber-oka pacjent mógł sterować komputerem tak jak ludzie zdrowi. Skupiając wzrok na jakiejś ikonce może otwierać sobie programy, uruchomić internet, wysłać e-mail, włączyć światło czy ogrzewanie, gdy jest mu zimno. Wykorzystując Google Street View zrobi sobie nawet wirtualny spacer w cyberprzestrzeni.

Takie możliwości będzie miał już pacjent wybudzony ze śpiączki, ale uwięziony we własnym ciele, który do tej pory mógł co najwyżej mrugnąć okiem.

PAP: Częścią systemu jest też interfejs aromatowy. Na czym polega jego zastosowanie?

A.C.: Okazuje się, że stymulacja substancjami aromatycznymi pomaga skoncentrować się osobom w śpiączce. Szczególnie silnie działa zapach cytryny. Nasz interfejs ma kilka substancji bazowych, które może ze sobą mieszać. Programujemy czas kiedy te substancje są emitowane, w jakiej proporcji je ze sobą mieszamy i stężenie substancji, którą wyemitujemy.

PAP: W jaki sposób za pomocą Cyber-oka można sprawdzać, na ile pacjent pozostający w śpiączce jest świadomy? Jak wygląda takie badanie?

A.C.: Na początku, w zupełnie podstawowym teście, trzeba sprawdzić, czy pacjent rozumie polecenia słowne. Pokazuje się mu np. dwa kubki: zielony i czerwony i prosi o pokazanie wzrokiem czerwonego kubka. Kiedy go wskaże, wtedy wiemy, że słyszy, potrafi wodzić wzrokiem, odróżniać kształty i kolory, czyli widzi. W następnych krokach zadania dla pacjenta zostają stopniowo wzbogacane, pozwalając w efekcie na wielostronną ocenę jego dyspozycji psychicznej.

PAP: Ilu pacjentów korzystało już z Cyber-oka?

A.C.: Kilkudziesięciu. Teraz na stałe w toruńskim zakładzie opiekuńczo-leczniczym fundacji "Światło" korzysta z niego dziesięciu pacjentów. Są już nawet pierwsi pacjenci wybudzeni ze śpiączki, którzy pamiętają pracę na Cyber-oku.

PAP: Czy macie już patent na ten wynalazek?

A.C.: Europejskie prawo patentowe, w przeciwieństwie do amerykańskiego, nie pozwala na patentowanie idei. Najśmieszniejszy patent, jaki zgłoszono do opatentowania w USA to metoda zabawiania kota za pomocą wskaźnika laserowego.

W Europie możemy zgłosić część całego oprogramowania do patentowania. Nie całą ideę, ale jej fragment, ściśle związany z realizacją techniczną. Do opatentowania zgłosiliśmy np. rozwiązanie, które polega na zwiększonej liczbie oświetlaczy podczerwonych w rogach monitora, zamiast używania szczególnie wysokorozdzielczej kamery umieszczonej pod ekranem. Ta część jest zresztą ważna, bo rzutuje na koszt całego urządzenia.

PAP: Ile w takim razie możne ono kosztować?

A.C.: Zastosowaliśmy rozwiązania, które powodują, że jest ono tańsze niż używane na świecie systemy do śledzenia wzroku warte kilkadziesiąt tysięcy euro. Nasza technologia jest wielokrotnie tańsza od tych, które teraz są w sprzedaży.

Głównym kosztem w zagranicznych rozwiązaniach jest kamera o ogromnej rozdzielczości. Umieszczona pod monitorem obejmuje cały obraz pacjenta, a przecież jego źrenice to bardzo mały obszar. By śledzić ich ruch, kamera musi mieć odpowiednio dużą rozdzielczość.

My to obeszliśmy w taki sposób, że przerzuciliśmy ciężar analiz obrazu z bardzo drogiej kamery na inny sposób oświetlania gałki ocznej. W rogach ekranu monitora dodaliśmy cztery oświetlacze emitujące światło podczerwone. Dzięki temu w źrenicy pacjenta tworzą się cztery punkty. Gdy patrzy on równolegle na ekran, układają się one w prostokąt. Gdy pacjent odchyla wzrok od linii prostopadłej, to ten prostokąt się deformuje, tworząc wielokąty przekładane algorytmiczne na ruchy kursora na ekranie.

PAP: Czy zamierzacie jeszcze rozwijać jakoś tę technologię?

A.C.: Nasze wszystkie technologie chcemy połączyć w jedną spójną całość i stworzyć Cyber-łóżko. Złożyliśmy już wniosek do Narodowego Centrum Badań i Rozwoju o jego finansowanie w ramach w ramach konsorcjum obejmującego instytucje zainteresowane rozwijaniem i wdrażaniem tego typu technologii.

Mamy więcej wynalazków, nad którymi pracujemy. Sterujemy komputerem za pomocą ust, gestów. Wszystko to w ramach projektu kluczowego, realizowanego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Na razie nie będziemy ich zgłaszać do tego samego konkursu, bo mówiąc żartobliwie, trzeba dać szansę innym.

Rozmawiała Ewelina Krajczyńska