Интерфејси мозга и машине: шта су они и како функционишу?

Замислите да бисте могли управљати роботом или играти видео игру користећи само свој ум. Звучи као научна фантастика, али управо за то се већ користе интерфејси мозга и машине (БМИ). Применама од забаве до медицине, БМИ ће променити свет технологије каквог познајемо. Али шта су они заправо? И како они раде?

Овај чланак ће обухватити све о интерфејсима мозга и машине, укључујући тренутне примере, како они функционишу и за шта би се БМИ могли користити у будућности.

Шта је интерфејс мозга и машине?

Интерфејси мозга-машине (БМИ), познати и као интерфејси мозга и рачунара, су уређаји који премошћују ваш мозак и спољни уређај. Они могу читати активности људског мозга и преносити те информације директно рачунарском систему. На пример, БМИ би могао помоћи пацијенту да контролише роботску протезу. Или би могло омогућити кориснику да укуца у текстуални процесор користећи само своје мисли.

БМИ могу бити инвазивни или неинвазивни. Инвазивни БМИ захтева операцију и обично укључује постављање електрода директно испод власишта за прецизнији пренос сигнала мозга. С друге стране, неинвазивни БМИ се постављају преко главе без операције и очитавају електричну активност вашег мозга. Недостатак је то што велики део ове активности пригушује лобања, па су неинвазивни БМИ често мање моћни.

Како функционишу интерфејси мозга и машине?

Када размишљамо, наш мозак производи електричне сигнале који се шаљу кроз мождане ћелије (познате као неурони). Ови електрични сигнали могу се покупити и протумачити медицинским уређајима, а у ствари се то деценијама радило за дијагностиковање можданих стања.

Два метода за то се називају електроенцефалографија (ЕЕГ) и електромиографија (ЕМГ). ЕЕГ тумачи електричне сигнале из мозга, док ЕМГ тумачи те сигнале из мишића.

Да би се дијагностиковала стања мозга, очитања ЕЕГ -а и ЕМГ -а се упоређују са "нормалном" можданом активношћу, при чему болесна стања производе одређене обрасце у електричној активности мозга. Сада, међутим, можемо ићи још даље.

Недавни напредак значи да можемо прикупити више информација из активности мозга, укључујући емоционална стања, које покрете или радње ћете извршити, па чак и одређене мисли.

Алгоритми машинског учења могу одредити како ова одређена стања "изгледају" (у смислу њихове електричне активности). Тим алгоритмима су дати делови ЕЕГ и ЕМГ података из контролисаних експеримената и откривени су обрасци активности мозга. Тада се активност мозга прати и анализира у реалном времену како би се утврдила специфична ментална стања или радње (попут „померања улево“).

Тренутни примери БМИ -а

Постоји неколико тренутних примера БМИ -а, од којих се многи увелико разликују једни од других. Будући да постоји огроман потенцијал за оно што је могуће са БМИ -има, многи се дизајнирају истовремено у потпуно различитим областима. Неки БМИ се првенствено користе у медицинске сврхе, како би се особама са инвалидитетом омогућило поновно ходање или за контролу уређаја без употребе руку. Други су дизајнирани за игре и забаву.

Кохлеарни имплантати

Кохлеарни имплантати нису оно што би многи узели у обзир када се помене БМИ, али они су заправо једна од првих технологија која је повезала мозак корисника са машином. Они делују тако што пружају осећај звука онима који су глуви или скоро глуви. Имплантат се хируршки поставља испод коже корисника, користи микрофон за хватање околног звука, затим појачава и преноси звук електричним импулсима до мозга корисника.

Мусе

Мусе је „сензорна трака за главу“ која може открити емоционална стања код корисника. Стартуп компанија има програме усмерене на здравље запослених. Запослени носи траку за главу и може да управља нивоом стреса и продуктивношћу на основу повратних информација од траке за главу.

Дроне Цонтрол

Још 2015. године, истраживачи са Универзитета у Флориди развили су БМИ траку за главу која је могла омогућити кориснику да управља дроном усмерено користећи само свој ум.

Неурабле

2017. године, Неурабле објавила игру доказа концепта која је била соба за бекство са БМИ-ом. Играчи су ставили ВР слушалице и побегли из собе користећи само своје мисли. Неурабле планира развој производа који вам омогућавају да својим умом контролишете свој паметни телефон (на пример, прескачете или паузирате песме).

Чувена компанија Елона Муска Неуралинк је пример инвазивног БМИ. Користећи хируршки уграђене "нити", Неуралинк има за циљ да повеже мозак са рачунаром путем ултра велике пропусности. Крајњи циљ Неуралинка је помоћи људима да надмаше традиционалне системе вештачке интелигенције. Неуралинк је већ тестиран (познато) на мајмунском пацијенту, а мајмун је то могао играјте Понг чисто размишљањем.

Други примери БМИ који су тренутно у развоју укључују Кернел, НектМинд, Неуросити и Нецтоме.

За шта ће се БМИ користити у будућности?

Једна од апликација БМИ -а је да се корисницима пружи повратна информација о њиховом менталном стању. На пример, БМИ би могао открити висок ниво поспаности или непажње и пружити упозорења у окружењима високог ризика, попут вожње или употребе опасних машина. БМИ се такође може користити за регулисање емоција или чак смањење бола, што има неколико потенцијалних употреба у војсци.

БМИ такође имају десетине потенцијалних примена у медицини. На пример, могли би се користити за ампутиране особе за контролу напредне протетике или за лечење неуролошких стања попут Алцхајмерове или Паркинсонове болести.

У потрошачком простору, БМИ би се могао користити за безброј ствари. Корисници су својим умом могли да контролишу своје паметне домове, пале и гасе светла, пребацују канале или чак аутоматски генеришу листе песама на основу свог расположења. Без сумње, постојаће огроман простор за БМИ у виртуелној стварности и другим играма где је употреба контролера једна од последњих баријера за потпуно урањање.

БМИ: контрола ума

Интерфејси мозга и машине ће несумњиво бити присутни у будућности, на мање-више потпуно исти начин на који су приказани у филмовима научне фантастике. У ствари, многи су већ комерцијално доступни и имају могућности које могу далеко проширити људски мозак. Једног дана више нећете морати да притискате дугмад или уносите команде. Моћи ћете да уђете у своју кућу, укључите и искључите светло и играте игре у виртуелној стварности, а да притом уопште не користите руке.

Вхен Тецх Меетс Биологи: 6 Медицал Тецхнологиес Схапинг тхе Футуре оф Хеалтхцаре

Бићете запањени неком од технологија које ће спасити живот и које ће ускоро доћи у ваше локалне здравствене установе.

Прочитајте следеће

О аутору