Téma týdne

Designéři a předměty umějí ovládat lidské svaly

Plechovka, jejíž design vás donutí, abyste ji před použitím protřepali. Tělo tanečnice ovládané elektrickým zdrojem bez ohledu na její vůli. A navigační systém doslova řídící lidské kroky. Nejen tyto výdobytky naší civilizace ukazují, že propojení člověka s technologiemi nabývá nových rozměrů.

Designéři a předměty umějí ovládat lidské svaly
Designéři a předměty umějí ovládat lidské svaly

► anglickou verzi článku najdete zde

Vývoji rozhraní, která slouží ke komunikaci přístroje přímo s lidským tělem, se věnuje vědec a umělec Pedro Lopes. Jeho zařízení kupříkladu vysílají elektrické impulzy do svalů, umožňují tak hráči v počítačové hře přímo fyzicky pocítit zásah od soupeře a zároveň na něj okamžitě reagovat prostřednictvím senzorů.

Metoda EMS (Electrical Muscle Stimulation) je známa od 50. let, kdy s ní začali experimentovat sportovci. Vzhledem k tomu, že samotný lidský sval funguje v podstatě na bázi elektrických impulzů, je možné dosáhnout jeho smrštění tím, že signál dodáme z vnějšku. Běžně bývá metoda elektrické stimulace svalů užívána v oblasti rehabilitační medicíny. Proprioreceptivní rozhraní, které využívá schopnosti nervového systému zaznamenat změny vznikající ve svalech, pak umožňuje impulzy nejen vysílat, ale rovněž snímat reakce těla a opět je přenášet například do hry.

Pedro Lopes vystudoval počítačové inženýrství na univerzitě v Lisabonu a nyní působí jako doktorand v laboratoři Human Computer Interaction Lab na Hasso-Plattner Institutu v Berlíně. „Mým cílem není hackování svalů. Nezkouším ani vytvořit kyborga. Jde mi o čistě vědecký výzkum malých rozhraní, která nemají žádný monitor, nic nezobrazují. Jsou to takzvaná proprioceptivní rozhraní. Mají pouze vstup ve formě dat z měření svalových impulzů, která získávám prostřednictvím senzorů, a výstup ve formě elektrické stimulace svalů. Když používáte mé proprioceptivní rozhraní, můžete se dívat, kam chcete, volně se pohybovat, povídat si. Toto rozhraní zkrátka nezaměstnává žádné další smysly, jen vaše svaly,“ vysvětluje Pedro Lopes.

Plechovka se sama protřepe. Vaší rukou!
Fascinující je Lopesův projekt, v jehož rámci komunikují s pokusnou osobou přímo předměty, které chce použít. Přesněji komunikuje s ní počítačový program. Nicméně výsledek je ten, že kostka se s použitím lidské ruky sama hodí tam, kam „chce“. Netradiční dvířka se prostřednictvím ruky sama správně otevřou, škrabka na avokádo uživatele navede ke správnému použití a plechovka s barvou ve spreji vás nejprve přinutí, abyste ji před použitím dobře protřepali.

„Cílem pokusu je ukázat, že lze vylepšit způsob použití objektů jen tím, že je naučíme komunikovat,“ říká Pedro. „Naše rozhraní nabízí velmi elegantní způsob, jak toho dosáhnout – představte si, že můžete oživit miliony předmětů jen tím, že nasadíte uživateli jednoduchý náramek.“ Prostě úžasné. „Všechna rozhraní jsou pro tělo zcela bezpečná, používáme pouze atestované medicínské přístroje jinak využívané například pro rehabilitaci,“ dodává. Kdo nevěří, může si to ostatně vyzkoušet sám na sobě. Potřebný kód a návod je dostupný v on-line repositáři GitHub.

Příliš horký hrneček, který ruce nedovolí, aby se ho dotkla.

Škrbka využívající metodu EMS sama uživateli ukáže, jak s ní zacházet.

Magická dvířka.

Na jednom z videí laboratoře, kde Lopes spolu s kolegy pracuje, hýbe zařízení Pose – IO výzkumníkovi rukou.

Další video zobrazuje použití rozhraní k počítačové hře, například k virtuálnímu boxu.

Tam to chodí samo
A nyní si představte, že máte k dispozici navigační systém, s jehož pomocí můžete volně korzovat ulicemi zahloubáni do knihy nebochytrého telefonu, aniž byste vrazili hlavou do pouličního osvětlení nebo vás srazilo auto. Zařízení pro navigaci chodců, které vyvinula pětice německých vědců z univerzit v Hannoveru, Stuttgartu a Mnichově (Max Pfeiffer, Tim Dunte, Stefan Schneeegass, Florian Alt a Michael Rohs), tohle všechno umí. „Nějaký druh navigačního zařízení dnes využívá většina lidí. Ta obvyklá, založená na audiovizuální navigaci, jsou ale nedokonalá. Informace může být uživatelem opomenuta nebo mylně interpretována a kromě toho zatěžuje jeho smysly. Naše zařízení uživatele samo natáčí do vhodného směru prostřednictvím elektrických signálů vysílaných do stehenních svalů. Konečná volba je na chodci, může se signály řídit, ale také nemusí,“ uvádějí autoři. „Domníváme se, že navigace chodců prostřednictvím EMS má budoucnost. Prototyp našeho zařízení funguje zatím tak, že jej připojíte k běžné navigaci, kterou máte například v mobilním telefonu.“ V budoucnu bude možná navigační rozhraní EMS komunikovat i s mnohem sofistikovanějšími navigačními zařízeními, která budou schopna pracovat s detailními 3D mapami a spolu s tím průběžně vyhodnocovat otřesy a hmatové vjemy uživatele. Na ulici to zkrátka bude chodit samo.

Jsou novodobá zařízení přínosem, nebo chovají trochu jako parazité?
O této otázce pojednává i interaktivní představení Body(input), jeho první verze měla premiéru v roce 2014. Body(input) si daty v digitální formě a lidským tělem pohrává spíše metaforicky. Tělesné funkce tanečnice a choreografky Markéty Kuttnerové při tanci snímají senzory, získaná data jsou přenášena do počítače. Světlo na scéně díky nim střídavě reaguje na její dechovou, srdeční a svalovou aktivitu, chvílemi ale funguje nezávisle na nich. Na základě světelných výbojů pak mění choreografii sama tanečnice. Koncept a světelný design představení je dílem designérky Márie Júdové, hardwarovou a softwarovou stránku projektu zajistil novomediální umělec a vývojář Andrej Boleslavský.

O vztahu těla a technologie pojednává i představení Tenze. Jeho choreografkou je opět Markéta Kutterová a tanečnicí Jana Vrána, premiéra proběhla v roce 2013 v divadle Ponec. Tentokrát s využitím odlišné technologie ve spolupráci s Tomášem Suchanem z pražského hackerspacu Brmlab: „Svaly tanečnice jsou napojeny na elektrody multikanálového programovatelného elektrostimulačního generátoru, který je ovládá elektrickými impulzy. Přístroj je zároveň zkonstruován tak, aby vyslané impulzy nemohly být příliš silné a nemohly poškodit svalová nebo nervová vlákna,“ vysvětluje Tomáš Suchan. Během představení drží choreografka v ruce krabičku, jejímž prostřednictvím ovládá pohyby tanečnice. Na rozdíl zmiňovaných projektů Pedra Lopese používá Tomáš Suchan metodu TENS (TranscutaneousEelectrical Nerve Stimulation), kdy impulzy dráždí přímo nervovou tkáň ve svalech. Ve zdravotnictví se tato metoda používá především pro práci s hladkým, vůlí neovladatelným svalstvem a k léčbě chronické bolesti.

Představení řeší otázku, do jaké míry lze přímo ovlivnit lidský pohyb, „hacknout“ čimanipulovat tělo, aniž by se akce zúčastnil mozek. Nakolik jednáme dle vlastní svobodné vůle a nakolik jsme loutky připojené ke zdroji? „Jsem napojena ke zdroji, který mě řídí a určuje vznik, kvalitu a průběh pohybů mých paží. Ty žijí samy o sobě – neovládám je vlastní vůlí. Jsem schopna vlastního přemístění v prostoru, ale zároveň se stávám i loutkou, pro kterou přístroj představuje místo vzniku pohybového impulzu a zároveň určuje jeho hranici,“ říká průvodní text k představení Tenze.