O que era pura ficção está virando realidade na China. A Universidade de Tianjin (TJU, da sigla em inglês), uma das mais antigas e prestigiadas da potência asiática, conhecida por sua forte ênfase em engenharia e tecnologia, acaba de lançar o primeiro programa de interface cérebro-computador (BCI, da sigla em inglês) para cultivar pessoal interdisciplinar.
A tecnologia BCI permite uma comunicação direta entre o cérebro e um dispositivo externo. Essas interfaces são projetadas para captar, analisar e traduzir os sinais neurais do cérebro em comandos que podem ser usados para controlar computadores, próteses, máquinas e outros dispositivos sem a necessidade de movimentos corporais convencionais, como pressionar teclas ou falar.
Primeiro curso do mundo
No último dia 24 de agosto, a Escola de Tecnologia do Futuro da TJU divulgou um aviso de admissão para a turma de calouros de 2024 para os cursos de BCI. Entre os programas oferecidos há um de engenharia biomédica especializando-se na técnica BCI, fazendo da TJU a primeira universidade chinesa e do mundo a oferecer tal programa.
A iniciativa rapidamente chamou a atenção do público nas plataformas de mídia social chinesas, pois o país está em um estágio crítico do desenvolvimento e aplicação de tecnologias e dispositivos BCI. No dia seguinte, 25 de agosto, mais de 1.200 pessoas participaram da palestra proferida pela professora de engenharia biomédica da TJU e diretora da Escola de Ciência e Tecnologia Farmacêutica da instituição, Liu Xiuyun.
O vice-diretor da Academia de Engenharia Médica e Medicina Translacional da Escola Médica da TJU, Xu Minpeng, comentou o sucesso dessa nova disciplina com o jornal chinês Global Times.
“Não é apenas o primeiro desses programas universitários na China, mas provavelmente o primeiro no mundo. É um projeto experimental para nós cultivarmos talentos para o futuro. Isso não é um pequeno desafio”, disse Xu.
[Nota da editora: Medicina Translacional é um campo da medicina que se concentra na aplicação de descobertas científicas, obtidas por meio de pesquisas básicas e estudos clínicos, para desenvolver tratamentos eficazes, procedimentos ou diagnósticos que podem ser usados diretamente no cuidado com pacientes. Este ramo da medicina serve como uma ponte entre a pesquisa laboratorial e a prática clínica, buscando acelerar o processo pelo qual novas terapias e abordagens médicas são desenvolvidas e implementadas.]
Os candidatos de múltiplas disciplinas participaram de um exame escrito em 31 de agosto, e parte deles também participou de uma entrevista no dia 1 de setembro, segundo Liu. No final, apenas 20 deles serão selecionados e oficialmente se tornarão o primeiro grupo de bacharéis especializados em BCI na China.
BCI: tecnologia revolucionária
Como uma tecnologia revolucionária que representa uma nova forma de força produtiva, a técnica BCI visa estabelecer um caminho direto de informações entre o cérebro e dispositivos externos, alcançando o controle por “pensamento”, revolucionando assim a interação humano-computador e transformando a produção e o estilo de vida humano.
A BCI é atualmente um foco de competição tecnológica global e uma área central para cultivar novos caminhos, novos impulsos e novas vantagens para o desenvolvimento industrial futuro. Na China, o desenvolvimento de tecnologias e dispositivos BCI entrou em um período crítico de inovações e expansão de aplicativos. Isso necessita a formação de talentos diversos e interdisciplinares para atender às demandas do campo BCI, fornecendo uma força motriz contínua para o desenvolvimento da técnica.
O programa BCI é construído conjuntamente pela Escola de Tecnologia do Futuro e pela Escola Médica. Ele reúne recursos vantajosos de vários departamentos e reúne uma equipe de primeira linha de talentos BCI na China, formando uma equipe abrangente de pesquisa e ensino interdisciplinar que cobre toda a cadeia de teorias básicas, sistemas de dispositivos e transformação na indústria BCI.
O programa visa criar um modelo de treinamento integrado por meio de um layout disciplinar radiante, sistema curricular baseado em projetos, treinamento de pesquisa orientado para a cadeia e um ecossistema de ensino colaborativo entre escolas e empresas. Ele busca cultivar um grupo de engenheiros e cientistas excepcionais que possuam a capacidade de projetar, fabricar e desenvolver futuras interfaces eletrônicas bio-inteligentes no campo da integração bio-informacional e podem liderar avanços na tecnologia de interação cérebro-computador e desenvolvimento industrial.
“BCI é um campo interdisciplinar muito complexo que está conectado, mas não limitado, à fisiologia, autópsia, medicina, física, engenharia, análise computacional, controle de automação e design mecânico. É por isso que o novo programa BCI está sob a Escola de Tecnologia do Futuro, uma plataforma que é designada para cultivar talentos interdisciplinares de alto nível com habilidades práticas fortes e capacidades inovadoras”, disse Yuan Xubo, vice-presidente executivo da Escola de Tecnologia do Futuro da TJU.
Currículo do programa BCI da TJU
O plano de treinamento para o programa BCI estabeleceu um currículo baseado em projetos que abrange todos os quatro anos da universidade. No primeiro ano, os alunos aprenderão os conceitos básicos de BCI e dominarão operações simples do sistema cerebral, como controlar uma pequena bola com seus pensamentos.
No segundo e terceiro anos, eles irão progressivamente dominar os princípios da engenharia neural, eletrônica analógica e digital, design de automação e algoritmos de IA, enquanto também criam robôs controlados pelo cérebro de forma prática.
No quarto ano, espera-se que os alunos integrem o que aprenderam e se envolvam em um design de paradigma mais sistemático, melhoria de algoritmos e testes de aplicação voltados para problemas do mundo real.
“Este processo de treinamento gradual visa desenvolver o pensamento reverso, pensamento inovador, pensamento prático e pensamento de design teórico dos alunos passo a passo”, explica Xu.
Através do treinamento, os alunos se tornarão talentos avançados com capacidades interdisciplinares. No futuro, eles não só poderão entrar em laboratórios BCI para se engajar em pesquisas especializadas sobre BCI, mas também participar do desenvolvimento de dispositivos médicos de alta tecnologia, trabalhar em hospitais ou se juntar a autoridades relevantes para participar do design de políticas para indústrias relacionadas, complementa Liu.
Principais Pontos do Programa de BCI da TJU
- Inovação e Interdisciplinaridade: O programa é descrito como uma iniciativa experimental crucial para desenvolver talentos futuros em diversas áreas, desde a fisiologia até a engenharia e design mecânico.
- Currículo Baseado em Projetos: Os estudantes passarão por um plano de estudos que abrange desde conceitos básicos de BCI até aplicações complexas, como o desenvolvimento de robôs controlados pelo cérebro.
- Objetivos do Programa: Pretende-se criar um modelo de treinamento integrado que prepare engenheiros e cientistas capazes de liderar avanços na tecnologia de interação cérebro-computador e no desenvolvimento industrial.
- Aplicações Práticas e Éticas: O programa também aborda a aplicação prática e as considerações éticas das tecnologias BCI, incluindo métodos invasivos e não invasivos, suas vantagens, desvantagens e campos de aplicação.
- Desenvolvimentos Futuros: A universidade almeja não apenas formar especialistas que trabalharão em laboratórios ou no desenvolvimento de dispositivos médicos avançados, mas também profissionais que possam contribuir para políticas públicas e novas indústrias relacionadas a BCI.
Esta abordagem interdisciplinar e inovadora reflete a posição de liderança da China no desenvolvimento de tecnologias BCI, com a TJU atuando como um centro fundamental para pesquisa, desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias nesta área emergente.
O que são e como funcionam as BCIs
As BCIs podem ser categorizadas em dois tipos principais que dependem da posição do eletrodo, os métodos podem ser divididos em métodos invasivos e não invasivos. O método invasivo envolve a implantação de eletrodos ou outros dispositivos no cérebro ou sistema nervoso para alcançar uma conexão direta com o cérebro. O método não invasivo usa eletrodos colocados no couro cabeludo ou outras áreas para registrar e analisar os sinais elétricos do cérebro, estabelecendo assim uma conexão indireta com o cérebro.
Dispositivos BCI invasivos e não invasivos têm suas próprias vantagens e desvantagens, bem como aplicações. As desvantagens do dispositivo BCI invasivo incluem a necessidade de craniotomia de alto risco, bem como possíveis infecções, preocupações com segurança e questões éticas. Mas é um método eficaz para o tratamento de condições graves, como epilepsia.
Por outro lado, o dispositivo BCI não invasivo coleta sinais de qualidade comparativamente baixa, mas tem uma gama mais ampla de aplicações.
Na China, os principais contribuintes para a pesquisa e desenvolvimento de tecnologias e dispositivos BCI são universidades e hospitais, incluindo a TJU, Universidade de Tsinghua, Universidade Jiao Tong de Xangai e o Hospital Xuanwu da Universidade Médica da Capital em Pequim. Especialmente no campo do BCI não invasivo, o país está atualmente na liderança.
Há várias aplicações das BCIs:
- Medicina: Para ajudar pessoas com deficiências a recuperar controle sobre seus corpos, como movimentar membros artificiais ou auxiliar em tratamentos de reabilitação.
- Tecnologia Assistiva: Permitir a comunicação para indivíduos com condições severas de paralisia.
- Entretenimento e Jogos: Desenvolvimento de jogos controlados diretamente pela atividade cerebral.
- Pesquisa e Desenvolvimento: Estudos avançados sobre neurociência e comportamento humano.
Embora promissoras, as BCIs ainda enfrentam desafios significativos em termos de precisão, usabilidade e ética. A integração de tais tecnologias na vida diária levanta questões sobre privacidade, consentimento e as implicações de longo prazo de se ter dispositivos conectados diretamente ao cérebro.
Essa tecnologia está na fronteira da pesquisa em neurociências e engenharia, representando um campo de rápido crescimento que promete transformações significativas nas maneiras como interagimos com máquinas e entendemos o cérebro humano.
Da ficção para a realidade
Os filmes de ficção científica frequentemente exploram a ideia de interfaces cérebro-computador (BCI), utilizando a tecnologia como um elemento central da trama.
- A Origem (Inception, 2010) – Este filme usa uma forma de BCI para permitir que personagens entrem nos sonhos uns dos outros, manipulando o subconsciente de maneira complexa e visualmente deslumbrante.
- Transcendence – A Revolução (Transcendence, 2014) – Aborda a ideia de um cientista que, após ser mortalmente ferido, tem sua consciência carregada para um computador, alcançando um poderoso estado de superinteligência artificial.
- Matrix (The Matrix, 1999) – Embora tecnicamente os personagens estejam conectados a uma simulação através de conexões neurais, o conceito assemelha-se ao de uma BCI avançada, onde os cérebros interagem diretamente com um ambiente virtual.
- Avatar (2009) – Neste filme, personagens humanos usam interfaces cerebrais para controlar corpos biologicamente projetados, conhecidos como Avatares, em um planeta alienígena para interagir e comunicar-se com a população nativa.
- Chappie (2015) – Apesar de ser mais focado em inteligência artificial, o filme também explora a transferência de consciência humana para corpos robóticos, um conceito próximo das capacidades potenciais de uma BCI avançada.
- Upgrade (2018) – Um homem paralisado é implantado com um chip BCI que não só o permite caminhar novamente mas também lhe dá habilidades físicas extraordinárias.
Esses filmes não apenas entretêm, mas também provocam reflexões sobre as implicações éticas, sociais e tecnológicas das BCIs e como elas podem transformar o futuro da interação humana com máquinas e realidades virtuais.
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