Multi-modal Ensemble Approach for Decoding Player Intentions in Table Tennis

Imagine que você está tentando adivinhar o que seu amigo está prestes a fazer em seguida. Talvez ele esteja esticando a mão para pegar um biscoito, ou talvez esteja prestes a pular de alegria. Normalmente, você apenas observa a linguagem corporal dele. Se a mão dele se move em direção ao pote, você sabe que um biscoito está a caminho. Mas e se você também pudesse ler a mente dele? E se você pudesse ver as faíscas elétricas disparando em seu cérebro antes mesmo de a mão dele dar um pequeno movimento? Este é o emocionante mundo das "interfaces cérebro-computador" e da "predição de movimento". Cientistas estão constantemente tentando descobrir como combinar o que vemos (movimento corporal) com o que sentimos (atividade cerebral) para prever as intenções humanas. É como tentar resolver um mistério onde você tem dois conjuntos diferentes de pistas: um conjunto mostra as pegadas e o outro mostra os pensamentos de quem as deixou. Por que isso importa? Porque se conseguirmos ficar muito bons em adivinhar o que as pessoas querem fazer antes que elas realmente o façam, poderemos construir ferramentas incríveis para ajudar atletas a treinar mais intensamente ou ajudar pessoas com deficiências a controlar braços robóticos apenas com seus pensamentos.

Agora, vamos dar um zoom em um mistério específico: o tênis de mesa. É um esporte que acontece tão rápido que é quase um borrão. Um novo estudo decidiu ver se eles conseguiriam prever exatamente para qual lado um jogador iria rebater a bola — esquerda ou direita — observando duas coisas ao mesmo tempo: os movimentos do corpo e as ondas cerebrais. Os pesquisadores usaram um conjunto de dados especial que registrou nove jogadores reais (sete homens e duas mulheres, todos entre 18 e 30 anos de idade) enquanto eles jogavam. Eles construíram dois "detetives" diferentes para resolver o quebra-cabeça. O primeiro detetive apenas observava o vídeo dos jogadores. Ele usou um modelo matemático para rastrear suas poses, como um robô aprendendo a reconhecer um golpe de tênis apenas assistindo ao vídeo. O segundo detetive apenas ouvia o cérebro. Ele usou um cérebro de computador especial (chamado de rede neural) para ler os sinais elétricos (EEG) vindos das cabeças dos jogadores.

É aqui que fica fascinante. O "detetive do corpo" foi muito rápido em adivinhar a intenção, descobrindo-a apenas 100 milissegundos antes da raquete atingir a bola. O "detetive do cérebro" foi um pouco mais lento, mas ainda assim impressionante, captando a intenção 500 milissegundos antes da batida. Ambos foram muito bons em adivinhar ataques para a esquerda ou direita sozinhos. Mas a verdadeira mágica aconteceu quando os pesquisadores os fizeram trabalhar juntos como uma equipe. Ao combinar as pistas do vídeo e os sinais cerebrais em um único "super detetive", a equipe ficou ainda melhor em adivinhar. Eles alcançaram uma pontuação de 0,563 (uma medida específica de quão precisos eles eram), o que foi uma melhora pequena, mas clara, em relação ao uso apenas do corpo ou apenas do cérebro isoladamente. O artigo sugere que, como cada detetive trabalha de forma independente, poderíamos facilmente adicionar mais sentidos à equipe no futuro, como frequência cardíaca ou sinais musculares. Embora isso não signifique que temos um capacete de leitura mental mágico pronto para as Olimpíadas ainda, os resultados sugerem que essa abordagem poderia ser uma ferramenta útil para treinamento esportivo ou até mesmo para a construção de futuras próteses neurais que ajudem as pessoas a se moverem novamente.