Téma měsíce: Unikát z ČVUT - oko plně ovládá počítač

Okem je možné ovládat počítač. Unikátní systém vyvinula trojice výzkumníků z katedry kybernetiky Elektrotechnické fakulty ČVUT. A nezůstalo jen u počítačů. Princip zařízení totiž nachází využití v mnoha různých oblastech, od medicíny až po průmysl. Však také vynálezce patřičně proslavil. Získali už mimo jiné ocenění Česká hlava, prestižní cenu Evropské komise a na loňském Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně zlatou medaili.

Marcela Fejtová, foto: Autor

Duší projektu je mladá inženýrka Marcela Fejtová. Jak říká, jednou četla nějaký článek, kde se psalo o tom, že i při úplném ochrnutí těla nebývají často zasaženy oční svaly. To znamená, že okem může člověk hýbat. A tak Marcelu Fejtovou napadlo, že by se toho dalo využít k řízení různých procesů.

"Začali jsme s řízením počítače. Použili jsme pohyb oka jako náhradu pohybu ruky při manipulaci s myší."

Možnost pracovat s počítačem a mít přístup na internet je pro hodně lidí s těžkým zdravotním postižením neocenitelná. Mohou se dorozumívat prostřednictvím textového editoru a softwarové klávesnice s okolím, posílat a přijímat e-maily, spouštět různé aplikace a pracovat s nimi a také se třeba bavit. A na jakém principu pracuje taková ´oční myš´?

"Základem zařízení je minikamera, která je pevně přichycena k brýlové obrubě tak, aby snímala přímo pohyby oka. Je to tedy nezávislé na pohybech hlavy. Uživatel se nemusí nijak omezovat ve svém pohybu, pokud se ještě dokáže pohybovat, protože kamera se vždy pohybuje přímo s ním."

Ve světě existují systémy, kdy je kamera zabudována například v monitoru nebo vedle něj. Tam je ovšem problém jednak se zorným úhlem kamery, jednak s ovládacím softwarem zařízení. Je to příliš složité.

"Musíte rozpoznávat složitou scénu. Tím pádem je aplikace finančně daleko náročnější jak na kvalitu kamer, tak na následující algoritmy a práce s nimi. My to máme v tomto směru velice jednoduché, protože máme oko v přímém přenosu pořád."

Systém se tedy skládá z jednoduché miniaturní kamery, stejné jako ty, které jsou už běžně montovány do notebooků. Kamera je propojena kabelem se srdcem systému, kterým je řídící modul. Tam se zpracovává videosignál do podoby, jakou má výstupní signál z jakékoliv počítačové myši. Jinými slovy řečeno, v modulu se převádí poloha zorničky na souřadný systém. Pak už stačí propojit řídící modul kabelem s USB konektorem v počítači, nakalibrovat kameru a uživatel může začít cvičit. Kam se otáčí oko, tam putuje kurzor. Klik a dvojklik nahrazuje mrknutí oka v určitém časovém intervalu. Program nevyvede z míry samovolné mrkání.

"To je samozřejmě ošetřeno softwarově. Příkaz, který má přijít, nepřichází v okamžiku samovolného mrknutí, ale až když zavřete oko na nějakou danou časovou konstantu, která se může nastavovat v aplikaci, takže záleží na potřebách klienta."

Zdravému člověku to může připadat složité a namáhavé. Postižení lidé, kteří jsou zvyklí používat různé pomůcky, se s počítačem domluví velice rychle. To už se ukázalo v praxi. A ještě z jedné věci byli uživatelé nadšeni. Je zřejmé, že systém umožňuje pracovat s jakýmkoliv počítačovým programem. A to je obrovská výhoda. Jiné systémy totiž vyžadují upravené programy, což samozřejmě zužuje uživateli výběr.

"Většina systémů působila spíše diagnosticky, takže vyhodnotila, kam se uživatel kouká, aby výsledkem bylo x, y na pozici monitoru a s touto informací si už klient, který si zařízení koupil, měl dělat, co uzná za vhodné. Potom byly systémy, které postoupily o kousek dál, a ty vytvářely speciální aplikace. Takže byl třeba systém, který k tomu dodával pouze textový editor nebo třeba pouze jednu hru, což bylo velké omezení pro uživatele. Dali velké peníze za systém, ale dokázali s ním dělat třeba jen jednu věc. Navíc se to museli znovu učit. Naproti tomu výhodou našeho zařízení, respektive našeho přístupu, je, že můžete ovládat jakoukoli aplikaci, která je ovladatelná myší. Uživatel, který už s počítačem pracoval, může pracovat s těmi samými aplikacemi, se kterými pracoval před tím."

Možná ještě větším přínosem systému z ČVUT je jeho nízká cena. Zahraniční zařízení jsou vesměs nesmírně drahá. Přijdou na tisíce dolarů, zatímco české zařízení lze pořídit také za tisíce, ale korun. To ocení nejen čeští uživatelé. Na Marcelu Fejtovou se už obracejí také zahraniční charitativní organizace s dotazy, kde je možné zařízení koupit. Praxe je totiž taková, že taková organizace si zatím může dovolit pořídit jen jedno drahé zařízení, o které se postižení musí dělit. Český systém nabízí možnost skutečně osobního využití. Marcela Fejtová říká, že to byl také původní cíl: vyvinout zařízení, které by bylo dostupné všem.

"Musím říci, že přijdou manažeři a nezeptají se mě, jak zařízení funguje, ale zeptají se na číslo účtu a kolik chci posílat. To ale není ten pravý účel, proč my jsme zařízení konstruovali. Uvažovali jsme o tom, že si založíme firmu, abychom vše uvedli v život. Problém je v tom, že potom bych se musela starat o firmu a nemohla bych pracovat. Měla jsem z toho velké dilema. Naštěstí se mě podařilo ukecat jednoho kolegu, který má firmu. Byl ochoten přistoupit na všechny mé bláznivé požadavky, jako že uděláme půjčovnu, kde si lidé před nákupem budou moci vše bezplatně vyzkoušet, budou k tomu mít plný servis, zařízení bude co nejlevnější, jak jen to půjde. Šlo o splnění všech cílů, které jsme si na začátku vytkli. Kolega na to přistoupil, takže už mám výrobce zařízení."

Marcela Fejtová ještě připomíná, že v současné době probíhá patentové řízení. To ale neznamená, že by ustrnul další vývoj zařízení, systému. Naopak. Po úspěchu s ovládáním počítače pomocí oka je nyní pozornost zaměřena dalším směrem. Jak už bylo naznačeno v úvodu, na řadě je nyní vývoj aplikací pro medicínu a průmysl.