BCI2000 e OpenViBE

O BCI2000 é um programa computacional flexível destinado à pesquisa e ao de- senvolvimento de interfaces cérebro-computador. Ele foi inicialmente criado, no ano 2000, por um projeto que integrava o Centro Wadsworth do Departamento de Saúde do Estado de Nova Iorque (Albany, EUA) e o Instituto de Psicologia Médica e Neurobiologia Comporta- mental da Universidade de Tübingen (Tübingen, Alemanha). Outras instituições, entre as quais se destacam o BrainLab da Universidade do Estado da Geórgia (Atlanta, EUA) e a Fun- dação Santa Lúcia (Roma, Itália), também contribuíram para a sua elaboração. O projeto do

BCI2000 tinha três objetivos centrais: conceber um sistema que facilitasse a implementação de qualquer BCI; fornecer suporte para os métodos comumente usados na área; e distribuir o programa e a sua documentação para outros laboratórios. Com o cumprimento dessas três metas, os idealizadores dessa plataforma pretendiam reduzir o tempo, o esforço e o custo dos testes de novas interfaces e, além disso, prover uma padronização de dados para a comparação de análises. Ambos os fatores, então, facilitariam o progresso das pesquisas, principalmente em centros com pouca experiência em programação de BCIs. Atualmente, o BCI2000 está gratuitamente disponível para propósitos educacionais e científicos sem fins lucrativos (http:// www.schalklab.org/research/bci2000) e vários laboratórios ao redor do planeta o utilizam.62

O BCI2000 é baseado em um modelo geral que permite a configuração de qual- quer BCI e, para isso, apresenta quatro módulos que se comunicam entre si: a fonte (para aquisição e armazenamento de dados), o processamento de sinais, a aplicação do usuário e a interface de operação. A comunicação entre esses módulos utiliza protocolos genéricos que transmitem as informações necessárias para a operação. Esses sinais que trafegam de um mó- dulo para o outro são padronizados para minimizar a dependência entre eles. Cada função é alocada em um módulo de forma logicamente consistente. Por exemplo, como cada ciclo de processamento é iniciado pela aquisição de um bloco de dados, a fonte destes age como um relógio para o sistema. De forma similar, como a realimentação varia de acordo com a aplica- ção, ela pertence ao módulo de aplicação do usuário. Esses princípios contribuem para certa permutabilidade e, ao mesmo tempo, independência entre os módulos. Em geral, os quatro não apresentam restrições quanto às configurações no número de canais ou taxa de amostra- gem, ao número de parâmetros do sistema, aos sinalizadores de eventos, à complexidade do sinal que controla os dispositivos de saída ou qualquer outro parâmetro. O único fator de esca- la que restringe o processamento é a própria capacidade da máquina que roda o programa. Evidentemente, o BCI2000 apresenta um modo de processamento online que responde de forma apropriada em um curto período (milissegundos). Contudo ele também apresenta fer- ramentas de análise offline para dados armazenados. O objetivo desse tipo de programa é ofe- recer, de forma prática, métodos para trabalhar com BCI sem a necessidade de especialização em programação e sem grande custo de equipamento. Por fim, os desenvolvedores, de tempos em tempo, fornecem uma atualização do código fonte e uma vasta documentação.63

O OpenViBE, tal como o BCI2000, é uma plataforma computacional feita para a criação, o teste e a utilização de interfaces cérebro-computador. No entanto, diferentemente do outro, ele é de código aberto e livre. Ele resultou de um projeto, iniciado em 2005, para incentivar as pesquisas de BCIs na França, praticamente inexistentes nesse país até aquele

momento. Financiado pela Agência Francesa de Pesquisa (ANR, do francês Agence Nationale

de la Recherche) e desenvolvido em parceria pelo Instituto Francês de Pesquisas em Ciência

da Computação e em Automação (Inria, do francês Institut National de Recherche en

Informatique et en Automatique) e pelo Instituto Francês de Saúde e Pesquisa Médica (In-

serm, do francês Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale), o projeto Open- ViBE combinou a expertise de pesquisadores com conhecimentos técnicos principalmente em neurociência e em ciência da computação e, cinco anos após seu início, forneceu o primeiro protótipo inteiramente funcional. Atualmente, existem quatro aplicações dominantes elabora- das para o uso do OpenViBE. Três delas envolvem ambientes virtuais e jogos de computador: um usuário, por meio de comandos eletroencefalográficos, é capaz de pilotar uma espaçonave, de jogar handball, ou de se movimentar em um cenário fictício. A quarta delas, destinada a fornecer suporte de comunicação para pessoas com mobilidade reduzida, propicia às mesmas uma ferramenta de escrita.64

O OpenViBE consiste de um conjunto de módulos programáveis que podem ser eficientemente integrados para desenvolver BCIs com a finalidade de comunicação e controle em ambientes reais ou virtuais. A sua principal característica é a modularidade, ou seja, ele é basicamente uma plataforma de módulos de programas voltados para a aquisição, o pré- processamento, o processamento e a visualização de dados cerebrais, bem como a interação com monitores em realidade virtual. Como o OpenViBE é um programa de propósito geral, isso implica que os usuários podem facilmente adicionar seus próprios códigos de acordo com suas necessidades. Em comparação com outros programas de BCI, a plataforma do OpenVi- BE aparenta ser altamente modulável, satisfaz diferentes tipos de usuários (sejam eles pro- gramadores ou não) e fornece uma interface gráfica amigável conveniente ao desenvolvimen- to daqueles que não estão familiarizados com linguagens de programação, enquanto as outras plataformas, por outro lado, requerem algum conhecimento básico em computação para de- senvolver uma nova interface desde o princípio. O OpenViBE também propõe automatica- mente cenários de comunicação online a partir da análise de configurações de processamento

offline. Finalmente, outra característica peculiar desse programa é apresentar um conjunto de

ferramentas integradas para o desenvolvimento de ambientes de simulação virtual e para a criação de realimentação visual.65