Sučelje mozga i stroja: što su oni i kako rade?

Zamislite da biste mogli upravljati robotom ili igrati video igru ​​koristeći samo svoj um. Zvuči kao znanstvena fantastika, ali upravo se za to već koriste sučelja mozga i stroja (BMI). S aplikacijama od zabave do medicine, BMI će promijeniti svijet tehnologije kakvu poznajemo. Ali što su oni zapravo? I kako oni rade?

Ovaj će članak pokriti sve o sučeljima mozga i stroja, uključujući trenutne primjere, kako oni rade i za što bi se BMI mogli koristiti u budućnosti.

Što je sučelje mozga i stroja?

Sučelja mozga-stroja (BMI), poznata i kao sučelja mozga i računala, uređaji su koji premošćuju vaš mozak i vanjski uređaj. Oni mogu čitati aktivnosti ljudskog mozga i prenositi te informacije izravno u računalni sustav. Na primjer, BMI bi mogao pomoći pacijentu u kontroli robotske proteze. Ili bi moglo omogućiti korisniku da upisuje u uređivač teksta koristeći samo svoje misli.

BMI mogu biti invazivni ili neinvazivni. Invazivni BMI zahtijeva operaciju i obično uključuje postavljanje elektroda izravno ispod tjemena za precizniji prijenos signala mozga. S druge strane, neinvazivni BMI se postavljaju na glavu bez operacije i očitavaju električnu aktivnost vašeg mozga. Nedostatak je to što veći dio ove aktivnosti prigušuje lubanja, pa su neinvazivni BMI često manje moćni.

Kako funkcioniraju sučelja mozga i stroja?

Kada razmišljamo, naš mozak proizvodi električne signale koji se šalju kroz moždane stanice (poznate kao neuroni). Ovi električni signali mogu se pokupiti i protumačiti medicinskim uređajima, a to se zapravo radi već desetljećima za dijagnosticiranje moždanih stanja.

Dvije metode za to se nazivaju elektroencefalografija (EEG) i elektromiografija (EMG). EEG tumači električne signale iz mozga, dok EMG tumači te signale iz mišića.

Za dijagnosticiranje stanja mozga, očitanja EEG -a i EMG -a uspoređuju se s "normalnom" moždanom aktivnošću, pri čemu stanja bolesti proizvode određene obrasce u električnoj aktivnosti mozga. Sada, međutim, možemo ići još dalje.

Nedavni napredak znači da možemo prikupiti više informacija iz aktivnosti mozga, uključujući emocionalna stanja, pokrete ili radnje koje namjeravate izvesti, pa čak i određene misli.

Algoritmi strojnog učenja mogu odrediti kako ta određena stanja "izgledaju" (u smislu njihove električne aktivnosti). Ovi algoritmi dobivaju niz EEG i EMG podataka iz kontroliranih pokusa, te se otkrivaju obrasci aktivnosti mozga. Tada se aktivnost mozga prati i analizira u stvarnom vremenu kako bi se utvrdila specifična mentalna stanja ili radnje (poput "pomaka ulijevo").

Trenutni primjeri BMI -a

Postoji nekoliko trenutnih primjera BMI -a, od kojih se mnogi uvelike razlikuju jedni od drugih. Budući da postoji ogroman potencijal za ono što je moguće s BMI -ima, mnogi se istodobno dizajniraju u potpuno različitim područjima. Neki BMI se prvenstveno koriste u medicinske svrhe, kako bi se osobama s invaliditetom omogućilo ponovno hodanje ili za upravljanje uređajima bez upotrebe ruku. Drugi su dizajnirani za igre i aktivnosti u slobodno vrijeme.

Kohlearni implantati

Kohlearni implantati nisu ono što bi mnogi uzeli u obzir kada se spomene BMI, ali oni su zapravo jedna od prvih tehnologija koja je povezivala korisnikov mozak sa strojem. Oni djeluju tako da pružaju osjećaj zvuka onima koji su gluhi ili gotovo gluhi. Implantat se kirurški postavlja ispod kože korisnika, koristi mikrofon za hvatanje okolnog zvuka, zatim pojačava i prenosi zvuk električnim impulsima do mozga korisnika.

Muza

Muza je "osjetljiva traka za glavu" koja može otkriti emocionalna stanja kod korisnika. Startup tvrtka ima programe usmjerene na dobrobit zaposlenika. Zaposlenik nosi traku za glavu i može upravljati svojom razinom stresa i produktivnošću na temelju povratnih informacija od trake za glavu.

Upravljanje dronom

Još 2015. godine, istraživači sa Sveučilišta u Floridi razvili su BMI traku za glavu koja je mogla omogućiti korisniku da upravlja dronom usmjereno koristeći samo svoj um.

Trajno

2017. godine, Trajno objavila igru ​​dokaza s konceptom koja je bila soba za bijeg kontrolirana BMI-om. Igrači su stavili VR slušalice i pobjegli iz sobe koristeći samo svoje misli. Neurable planira razviti proizvode koji vam omogućuju upravljanje vašim pametnim telefonom (na primjer, preskakanje ili pauziranje pjesama) putem vašeg uma.

Poznata tvrtka Elona Muska Neuralna veza je primjer invazivnog BMI -a. Koristeći kirurški ugrađene "niti", Neuralink ima za cilj povezati mozak s računalom putem ultra velike propusnosti. Krajnji cilj Neuralinka je pomoći ljudima da nadmaše tradicionalne sustave umjetne inteligencije. Neuralink je već testiran (poznato) na majmunskom pacijentu, a majmun je to mogao igrati pong čisto razmišljanjem.

Drugi primjeri trenutno razvijenih BMI-a uključuju Kernel, NextMind, Neurosity i Nectome.

Za što će se BMI koristiti u budućnosti?

Jedna od primjena BMI -a je pružiti korisniku povratnu informaciju o njihovom mentalnom stanju. Na primjer, BMI bi mogao otkriti visoku razinu pospanosti ili nepažnje i pružiti upozorenja u visokorizičnim okruženjima, poput vožnje ili uporabe opasnih strojeva. BMI se također može koristiti za regulaciju emocija ili čak smanjenje boli, što ima nekoliko potencijalnih upotreba u vojsci.

BMI također imaju deseci potencijalnih primjena u medicini. Na primjer, mogli bi se koristiti za amputirane osobe za kontrolu napredne protetike ili za liječenje neuroloških stanja poput Alzheimerove ili Parkinsonove bolesti.

U potrošačkom prostoru, BMI bi se mogao koristiti za bezbroj stvari. Korisnici su svojim umom mogli upravljati svojim pametnim domovima, paliti i gasiti svjetla, mijenjati kanale ili čak automatski generirati popise pjesama na temelju svog raspoloženja. Bez sumnje, bit će veliki prostor za BMI u virtualnoj stvarnosti i drugim igrama gdje je korištenje kontrolera jedna od posljednjih prepreka potpunom uranjanju.

BMI: kontrola uma

Sučelja mozga i stroja nesumnjivo će se pojaviti u budućnosti, na više-manje onakav način kako su prikazani u znanstveno-fantastičnim filmovima. Zapravo, mnogi su već komercijalno dostupni i imaju sposobnosti koje mogu daleko proširiti ljudski mozak. Jednog dana više nećete morati pritiskati gumbe niti upisivati ​​naredbe. Moći ćete ući u svoju kuću, paliti i gasiti svjetla i igrati igre u virtualnoj stvarnosti, a da pritom uopće ne koristite ruke.

Kad se tehnologija susreće s biologijom: 6 medicinskih tehnologija koje oblikuju budućnost zdravstvene zaštite

Bit ćete zapanjeni nekom od tehnologija koje će spasiti živote koje će se pojaviti u vašim lokalnim zdravstvenim ustanovama.

Pročitajte Dalje

O autoru