Điều khiển xe lăn bằng hơi thở

Hơi thở, hoạt động tưởng như rất nhỏ và tự nhiên, đang được biến thành tín hiệu điều khiển xe lăn, máy tính cùng nhiều thiết bị điện tử dành cho người bị liệt. Công nghệ này mở ra khả năng giúp người liệt một phần hoặc toàn thân tự di chuyển, truy cập Internet, đánh văn bản và viết thư điện tử. Thay vì dùng tay, chân hoặc giọng nói, người sử dụng chỉ cần phối hợp những động tác hít vào, thở ra theo cách mà thiết bị có thể nhận biết. Cơ sở của phát minh nằm ở hoạt động phối hợp giữa các mô mềm phía sau vòm họng trong mỗi lần con người hít vào. Khi muốn hít thở, nhiều tế bào thần kinh truyền tín hiệu tới khu vực vòm họng, đồng thời những tín hiệu này vẫn hoạt động ngay cả khi cơ thể bị liệt. Dựa trên đặc điểm đó, các chuyên gia tại Viện Khoa học Weizmann, Israel, đã phát triển thiết bị điều khiển bằng động tác hít. Thiết bị thổi nhẹ một luồng không khí qua chiếc ống đặt ngang mũi của người sử dụng, tạo điều kiện ghi nhận những thay đổi nhỏ trong quá trình hô hấp. Mỗi khi người dùng hít thở, luồng không khí trong ống bị chặn lại, giúp hệ thống nhận diện rằng một động tác có chủ ý vừa diễn ra. Cảm biến có thể xác định động tác xuất hiện lúc nào, kéo dài bao lâu và mạnh tới mức nào, thay vì chỉ ghi nhận việc hít thở đơn thuần. Sau đó, các thông số thu được được chuyển đổi thành tín hiệu điện, rồi truyền tới xe lăn, máy tính hoặc những thiết bị tương thích khác. Cách hoạt động này biến hơi thở thành một dạng công tắc tinh tế, cho phép người liệt đưa ra mệnh lệnh mà không cần cử động các chi. Người dùng có thể kết hợp những kiểu hít vào và thở ra khác nhau để tạo ra lệnh điều khiển tương ứng với từng chức năng. Trong thử nghiệm, một số người khỏe mạnh cùng các bệnh nhân liệt đã dùng hệ thống để điều khiển xe lăn điện chạy dọc theo con đường dài 35 m. Họ điều hướng phương tiện bằng cách phối hợp động tác thở ra và hít vào, thay cho những cần điều khiển vốn đòi hỏi khả năng vận động bằng tay. Kết quả cho thấy một hoạt động cơ thể còn duy trì được có thể trở thành cầu nối giữa người sử dụng và thiết bị hỗ trợ di chuyển. Không dừng ở xe lăn, hệ thống còn cho phép người sử dụng điều khiển con trỏ chuột trên màn hình để đánh văn bản, chơi game đơn giản và viết thư điện tử. Con trỏ lần lượt di chuyển qua từng ký tự, trong khi ký tự đang được trỏ tới sẽ sáng lên để người dùng quyết định chọn hoặc bỏ. Với tốc độ di chuyển 6,7 giây mỗi chữ, người liệt có thể viết một ký tự trong mỗi phút nếu kiểm soát hơi thở chính xác. Tốc độ này vẫn khá chậm đối với giao tiếp thường ngày, nên nhóm chế tạo bổ sung phần mềm đoán chữ tương tự công nghệ đang được các hãng điện thoại di động áp dụng. Phần mềm có thể hỗ trợ hoàn thiện từ ngữ, giảm số lần người dùng phải chờ con trỏ đi qua từng ký tự trên màn hình. Nhờ vậy, hơi thở không chỉ giúp điều khiển phương tiện mà còn tạo thêm kênh giao tiếp cho những người khó sử dụng bàn phím thông thường. Dù nhiều triển vọng, thiết bị không phải lựa chọn lý tưởng cho mọi bệnh nhân liệt, bởi ngay cả người không bị liệt đôi khi cũng khó kiểm soát vòm họng theo ý muốn. Trong các thử nghiệm, khoảng 25% tình nguyện viên bình thường gặp khó khăn khi cố gắng điều khiển hơi thở theo yêu cầu của hệ thống. Một nam giới 64 tuổi bị liệt toàn thân cũng không thể kiểm soát hơi thở, dù đã luyện tập hằng ngày trong hai tháng. Những giới hạn này cho thấy công nghệ cần được điều chỉnh theo khả năng hô hấp và mức độ kiểm soát cơ thể của từng người sử dụng. Tuy nhiên, Noam Sobel, thành viên nhóm nghiên cứu, nhận định thiết bị vẫn có thể giúp rất nhiều người liệt trên thế giới. Điểm đáng chú ý nằm ở việc nhóm đã tìm ra một giải pháp kỹ thuật thấp cho vấn đề mà phần lớn nhà khoa học thường tiếp cận bằng công nghệ cao.