Joskus voisi olla kätevää ohjata tietokoneen hiirtä katseella. Ja onnistuuhan se! Tiede on kehittänyt laitteistoja, jotka tulkitsevat katseen paikkaa silmän asennon perusteella. Laitteen avulla henkilö voi esimerkiksi ohjata tietokoneohjelmaa silmillään. Silmän liikkeitä lukeva laite voi olla kiinni ihmisen päässä, tietokoneen ruudussa, pöydällä tai vaikkapa auton kojelaudalla. Käytännössä ihmisen silmät voivat siis toimia ikään kuin käden tavoin, jolloin varsinaiset kädet vapautuvat tekemään jotain muuta tehtävää.

Kun järjestelmä antaa ihmiselle tavallaan uuden käden käyttöön, voi tämä merkitä esimerkiksi halvaantuneelle aivan uudenlaista elämänhallintaa. Tällä hetkellä apu ei kuitenkaan käytännössä vielä tarkoita uutta käsiparia.

"Katsetta voi verrata enimmillään yhteen sormeen, jolla voi tökkiä yhtä nappulaa kerrallaan", kertoo tutkimusinsinööri Teppo Valtonen Työterveyslaitoksesta.

Sovelluksia löytyy myös joissain ammateissa. Esimerkiksi palomiehillä, huoltoalan työntekijöillä tai sotilailla on apua tietokoneen naputtelulta vapaasta käsiparista. Kun varsinaiset kädet tekevät jotain muuta, voidaan silmän liikkeillä hakea esimerkiksi yhtäaikaisesti tietoja tietokannoista tai hahmottaa tilaa, jossa näkyvyys on kenties huono. Vaikka teoria avaa paljon mahdollisuuksia, ei sovellus toistaiseksi ole kovin pitkälle kehittynyttä.

"Käsien vapauttaminen muuhun toimintaan on käytännössä todennäköisesti erittäin hankalaa toteuttaa toimivasti eikä onnistune kiivaassa tilanteessa ollenkaan," toteaa Valtonen.

Ihmisten erilaisuus tuo mukanaan myös hankalan ongelman. Koska ihmisten piirteet eroavat toisistaan, on laitteisto, jolla käyttäjän katsetta seurataan, kalibroitava eli mitoitettava kullekin käyttäjälle erikseen.

"Käyttäjän liike heikentää varsinkin videoperusteisten laitteistojen kalibraatiota, koska kamerat siirtyvät suhteessa kasvon piirteisiin," sanoo Valtonen. Silmä saattaa myös joutua esimerkiksi kokonaan pois sitä seuraavien kameroiden kuvasta, jolloin katseen seuranta keskeytyy eikä tietokonetta voi enää ohjata.

Silmästä ajatukseen

Silmänliikkeillä hallittavasta laitteesta on pistetty vielä paremmaksi: myös mahdollisuuksia ajatuksen avulla tapahtuvasta laitteiden hallinnasta tutkitaan. Tieteessä puhutaan Brain Computer Interfacesta (BCI), aivojen ja tietokoneen välisestä suorasta yhteydestä. BCI:n tarkoituksena on löytää tietoteknisiä apuvälineitä ihmisen havainnon ja toiminnan tukemiseksi.

Ajatuksella tapahtuva ulkoisten laitteiden hallinnan idea perustuu siihen, että jo ihmisen pelkästään ajatellessa jotain toimintoa, tapahtuu aivoissa samanlaisia prosesseja kuin ihmisen konkreettisesti tehdessä kyseisen toiminnon.

"Esimerkiksi, kun ihminen ajattelee käden liikuttamista, tapahtuu aivoissa samoja toimintoja kuin hänen konkreettisesti liikuttaessa kättään," Valtonen selventää. Käytännössä tämä tuo ilmi sen, että aivot ovat tärkeä osa mitä tahansa liikettä, olipa tuo liike sitten konkreettinen tai abstrakti, olemassa pelkästään ajatuksen tasolla.

Ulkoisten asioiden hallinta ajatuksella ei kuitenkaan ole kovin yksinkertainen asia. Suurena haasteena on se, kuinka kallon sisäiseen aivojen sähkötoimintaan päästään käsiksi. Toisena kysymyksenä tulee vastaan reaktion ja tahdon välinen suhde. On mietittävä, kuinka tietoista ihmisen ajattelutoiminta lopulta on, ja miten voidaan säädellä sitä, mitä ajatuksia tietotekninen järjestelmä tottelee ja mitä ei. 

Jos keskitymme hetkeksi ajatuksiimme pyrkimättä rajoittamaan niitä, huomaamme kuinka valtavasti ehdimme ajatella lyhyessä ajassa. Emme siis ole jatkuvasti tietoisia kaikista ajatuksistamme siten, että hallitsemme ne ja ohjaamme niitä järjestelmällisesti. Yhdistettynä konkreettiseen tosielämään on käsissämme äkkiä kauhuskenaario kaaoksesta, joka syntyy, kun laitteet pyrkivät noudattamaan inhimillisen ajattelun äkkinäisiä käänteitä ja pysymään menossa mukana.

Aiheesta enemmän:

Brain Computer Interface -luku Wikipediassa.

Tietoa BCI:stä Teknillisen korkeakoulun tutkimusyksikön sivuilla.

Time-lehden artikkeli sotilassovelluksesta.

Prosessori-lehden uutinen puhelusta ilman puheääntä.

YuoTube-video, jossa pelataan peliä BCI:n avulla.

Työterveyslaitoksen Aivot ja työ -tutkimuskeskus