基于口腔的触摸板使瘫痪患者能够与计算机进行交互。

当Tomás Vega SM ’19五岁时,他开始口吃。这个经历让他对残疾可能带来的困难有了更深的体会。它也向他展示了技术的力量。

“键盘和鼠标是出口,”Vega说。“它们让我在我所做的事情上流利。我能够以某种方式超越我的局限,所以我对人类增强和机器人的概念着迷。我也获得了同理心。我认为我们都有同理心,但我们根据自己的经历来应用它。”

从那时起,Vega一直在利用技术增强人类能力。他12岁开始编程。在高中时,他帮助人们管理包括手部损伤和多发性硬化症在内的残疾。在大学里,先是在加州大学伯克利分校,然后是在麻省理工学院,Vega构建了帮助残疾人更独立生活的技术。

如今,Vega是Augmental的联合创始人兼首席执行官,该初创公司部署了一种让运动障碍人士与个人计算设备无缝互动的技术。

Augmental的第一个产品是MouthPad,它允许用户通过舌头和头部动作来控制他们的计算机、智能手机或平板电脑。MouthPad的压力敏感触摸板位于口腔顶部,通过与一对运动传感器配合工作,通过蓝牙实时将舌头和头部动作转化为光标滚动和点击。

“我们大脑中有一大块区域专门用于控制舌头的位置,”Vega解释道。“舌头由八块肌肉组成,大部分肌纤维是慢肌纤维,这意味着它们不会很快疲劳。所以,我想为什么我们不利用所有这些?”

脊髓损伤患者已经每天使用MouthPad与他们喜爱的设备独立互动。Augmental的一位用户,她患有四肢瘫痪,在大学学习数学和计算机科学,表示该设备帮助她写数学公式和在图书馆学习,这些都是其他辅助语音设备不适用的情况。

“她现在可以在课堂上记笔记,可以和朋友一起玩游戏,”Vega说。“她更独立了。她的妈妈告诉我们,获得MouthPad是她受伤以来最重要的时刻。”

这就是Augmental的最终目标:改善已成为我们生活中不可或缺一部分的技术的可访问性。

“我们希望一个严重手部损伤的人能够像使用手一样熟练地使用手机或平板电脑,”Vega说。

使计算机更易于使用

2012年,作为加州大学伯克利分校的一年级学生,Vega遇到了他最终的Augmental联合创始人Corten Singer。那一年,他告诉Singer他决心加入媒体实验室成为研究生,四年后,他加入了由Pattie Maes领导的麻省理工学院媒体艺术与科学系的Fluid Interfaces研究小组。

“我只申请了一个研究生项目,那就是媒体实验室,”Vega说。“我认为那是我能够做我想做的事情的唯一地方,也就是增强人类能力。”

在媒体实验室,Vega学习了微纳制造、信号处理和电子学。他还开发了可穿戴设备,帮助人们访问在线信息,改善睡眠和调节情绪。

“在媒体实验室,我能够将我的工程和神经科学背景应用于构建东西,这是我最喜欢做的事情,”Vega说。“我把媒体实验室描述为创客的迪士尼乐园。我能够尽情玩耍,探索而没有恐惧。”

Vega倾向于脑机接口的想法,但在Neuralink实习后,他开始寻找另一种解决方案。

“脑植入物在帮助未来的人类方面具有最高潜力,但我看到了一些限制,这使我不打算立即从事这项工作,”Vega说。“其中之一是开发的时间线很长。在过去的几年里,我结识了很多需要昨天就找到解决方案的朋友。”

在麻省理工学院,他决定构建一种具有脑植入物潜力但没有限制的解决方案。

在他在麻省理工学院的最后一个学期,Vega构建了一个他描述为“带有一堆传感器的棒棒糖”,以测试口腔作为计算机交互媒介的可行性。它的效果非常好。

“那时,我给我的联合创始人Corten打电话,说,‘我认为这有潜力改变很多人的生活,’”Vega说。“它还可以改变人类与计算机交互的方式。”

Vega利用了麻省理工学院的资源,包括创业导师服务麻省理工学院I-Corps计划,并从麻省理工学院的E14基金获得了关键的早期资金。当Vega于2019年底从麻省理工学院毕业时,Augmental正式成立。

Augmental使用基于用户口腔扫描的3D模型生成每个MouthPad设计。然后,团队使用牙科级材料3D打印固位器,并添加电子元件。

使用MouthPad,用户可以通过舌头滑动上、下、左、右滚动。他们还可以通过吸吮手势进行右键点击,通过按压上颚进行左键点击。对于舌头控制能力较差的人,可以使用咬、咬紧和其他手势,而对于颈部控制能力较强的人,可以使用头部跟踪来移动屏幕上的光标。

“我们希望创建一个多模式界面,让您可以选择适合自己的方式,”Vega说。“我们希望对每种情况都能予以照顾。”

扩展MouthPad

Augmental的许多现有用户患有脊髓损伤,其中一些用户无法移动手部,其他一些用户无法移动头部。游戏玩家和程序员也使用了该设备。该公司最频繁的用户每天与MouthPad互动长达九个小时。

“这太神奇了,因为这意味着它真正无缝地融入了他们的生活,他们在我们的解决方案中找到了很多价值,”Vega说。

Augmental希望在未来一年内获得美国食品和药物管理局的批准,以帮助用户控制轮椅和机械臂等操作。FDA的批准还将为用户解锁保险报销,从而使产品更易于获得。

Augmental已经在开发其系统的下一个版本,该版本将响应耳语和更细微的内部语音器官运动。

“对于我们的早期客户群体来说,这是至关重要的,因为他们中的许多人失去了或受到了肺功能的损害,”Vega说。

Vega还对人工智能代理和相关硬件的进展感到鼓舞。无论数字世界如何发展,Vega相信Augmental可以成为受益于每个人的工具。

“我们希望有一天能提供一个始终可用、稳定和私密的智能界面,”Vega说。“我们认为这是人类创造的最具表现力、可穿戴、无需使用手的输入系统。”