Han öppnar nya kanaler till hjärnan

FOI-forskaren Otto Carlander utvecklar tekniska hjälpmedel som stimulerar kroppens egna sinnen. Tredimensionellt ljud och västar som vibrerar kan hjälpa framtidens stridspiloter – eller funktionshindrade.

Av Jan-Ivar Askelin

Du går där i mörka skogen. Plötsligt knakar det snett bakom dig. Utan att du vet hur det går till identifierar du ljudet, hotet och riktningen. Detta är en intuitiv känsla som förmedlar direkt och tydlig information.

- Skogsvandraren kan vara en stridspilot. Hotet kan vara en robot. Piloten måste kunna reagera intuitivt på hotet. Han har ibland inte tid att titta på displayer och leta efter information. Han måste känna hotet och riktningen med en gång och kunna reagera instinktivt.

Otto Carlander, på Institutionen för människa-system-interaktion (MSI) på Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI), har sedan två år tillbaka forskat i hur detta ska gå till. Han har bra förutsättningar för detta eftersom han har studerat både datavetenskap och hur hjärnan fungerar.

- Vi måste hjälpa människan att behandla informationen. När syn och hörsel inte räcker till får man sprida informationen över nya kanaler. En sådan kanal är vår hud. Vi har nästan två kvadratmeter täckta av taktila receptorer som är kopplade till hjärnan, säger Otto Carlander. Känselsinnet används sedan länge i blindskriften och Carlander menar att den nya tekniken skulle kunna göra livet lite lättare för människor med funktionshinder.

Väst med receptorer
Den nya tekniken har drivits fram av flera olika faktorer. Tekniken blir allt mindre och man har länge letat efter alternativa lösningar till att presentera information. Det handlar om tredimensionellt ljud och taktila västar. Taktil betyder beröring. Med det taktila sinnet menas hela känselsinnet eller hudsinnet. En taktil väst är alltså ett verktyg som sänder information till hudens taktila receptorer. Informationen ges via små motorer av samma sort som sitter i våra mobiltelefoner. Piloten som jagas av en robot har en väst med dessa små motorer som sitter över hela bålen. Flygsystemet överför information till västens motorer som genom sina vibrationer förmedlar information om från vilken riktning hotet kommer.

- Den här tekniken kan användas till nästan vad som helst, säger Otto Carlander. Man kan tänka sig att en rallyförare får information om vad som väntar bakom nästa krök genom vibrationer i händerna i stället för från en kartläsare. En dykare på djupt vatten, som inte vet vad som är upp och ned, kan programmeras med en virtuell korridor som han ska följa till ytan. En helikopterpilot, som ska hålla sig inom en tänkt kub, kan också få hjälp. När han kommer för nära marken får han en klapp i baken och när han kommer för högt får han en klapp på axeln.

- Alla former av mörkernavigering kan underlättas med taktila västar. Ibland kan det kanske räcka med att veta var norr ligger. De första taktila displayerna användes för diabetessjuka barn som behövde påminnas om när det var dags att ta sina sprutor. Displayen består av en vibrerande klocka. Det taktila sinnet fungerar ungefär som hörselsinnet när det gäller uppmärksamhet. På samma sätt som vi kan stänga ute ljud vi inte vill höra kan vi också stänga av sinnet för beröring.

Tredimensionellt ljud
En väst som kan vibrera låter kanske inte så fantastiskt. Desto mer imponerande är det tredimensionella ljudet. Eller vad sägs om att ha ett par hörlurar på sig och höra en ljudkälla från ett bestämt ställe i rummet? Eller att höra fyra personer tala från fyra olika håll. Trots att det inte finns några högtalare i rummet. Hur det här fungerar framgår av grafiken här (pdf-fil).

- Vår viktigaste ledtråd för att bestämma riktningen till ett ljud är att hjärnan registrerar tids- och amplitudskillnad då ett ljud når respektive öra. Det här skulle man vilja ha i militära system också, säger Otto Carlander. Vi skulle kunna förbättra system som redan finns och låta rösterna komma från det håll där de finns i verkligheten. När flera personer pratar samtidigt i mono är det svårt att skilja ut den ena från den andra. Det tredimensionella ljudet ska främst användas för att göra röster urskiljningsbara och förmedla riktningsinformation till exempelvis ett hot.

FOI-forskarna har testat systemet på brandmän med resultat som påvisar en god potential. I dag kan ledningsoperatörer höra sina brandmän i stereo, men för att bättre kunna urskilja respektive radiokanal kan tredimensionellt ljud användas. Förutom ledningsoperatörer skulle en räddningsledare kunna använda tredimensionellt ljud för att få en bättre känsla för var hans brandmän är, till exempel inne i ett brinnande hus.

- Bäst ljud skulle man få om vi skräddarsydde systemet för varje person. Men det är en mycket tidskrävande process så vi strävar efter att använda generella ljudfilter som passar någorlunda bra för alla.

Verksamheten som rör tredimensionellt ljud bedrivs på institutionen MSI inom projekten operatörsplatsen, den framtida soldaten och kognitiv lägespresentation.

Unikt försök med piloter
Projektet med taktila västar drivs tillsammans med TNO Human Factors som är FOI MSI:s motsvarighet i Nederländerna. TNO har konstruerat en taktil väst, men Otto Carlander med kolleger går en annan väg.

- Vi ska ha tre bälten som sitter på olika höjd på bålen. Vi använder bålen som mottagare av flera skäl. En människa har en känsla av sin egen mittpunkt och kan med den som referens urskilja olika riktningar. Bålen erbjuder dessutom tillräcklig plats för att fästa tre bälten med tillräckligt tydliga höjdnivåer.

Tillsammans med TNO ska FOI göra ett unikt försök. Det går ut på att sätta stridsflygare i den dynamiska flygsimulatorn (humancentrifug) i Linköping för att se om den taktila västen underlättar att exempelvis hitta mål och hot under en flyguppgift. Även om piloten är utsatt för höga g-krafter ska en tränad pilot kunna känna att det trycker lite extra på ett ställe på magen.

Jan-Ivar Askelin är redaktör för Framsyn.

Från Framsyn nr 6-2004 – www.foi.se/framsyn