Как вы общаетесь? Будучи первобытными людьми, мы начали визуально, а затем медленно и неуклонно развивали язык и через миллион лет стали тем, чем мы являемся сегодня. Вы бы видели наскальные рисунки и фольклор, нарисованные на стенах. В настоящее время мы живем в мире искусственного интеллекта и дополненной реальности, хоть и нового, но заметного. Вопрос в том, что дальше?
Какие технологии мы рассматриваем здесь?
Представьте себе вычисления своими мыслями. Что ж, эта концепция возможна в реальном мире с использованием устройств, называемых интерфейсами для мозговых вычислений. Мы подробно рассмотрим, что такое BCI и как они работают в современном мире.
Вот кадр из серии 'Вся ваша история' из шоу 'Черное зеркало' на Netflix. .
Помните «зерно» (небольшой чип), посаженное под ухом Лиама? Это помогло ему записать свои аудиовизуальные ощущения и воспроизвести воспоминания. Это довольно близко к тому, как работают интерфейсы мозговых вычислений.
«Да, я думаю, что в будущем вы сможете сохранять и воспроизводить воспоминания», - сказал он. «Я имею в виду, что это, очевидно, все больше напоминает серию « Черного зеркала ». Но я думаю, они неплохо умеют предсказывать.
-Элон Маск
Я вас понял? Как насчет того, чтобы вы проснулись и чувствуете себя слишком ленивым, чтобы сварить кофе, поэтому вы думаете о добавлении правильных ингредиентов и включении кофеварки. Как вы думаете, машина автоматически функционирует в соответствии с вашими мыслями, и вот оно:
Опять же, это может показаться слишком нереалистичным, но эта технология на самом деле не нова. Исследования в этой области ведутся с 1970-х годов, и если вы действительно хотите углубиться, изучите Краткую историю интерфейсов мозг-компьютер ». Все это стало популярным, когда Мэтью Нэгл стал первым человеком, которому в июне 2004 года был имплантирован интерфейс мозговых вычислений Cyberkinetics ’BrainGate.
Как они работают?
Наш мозг выдает сигналы из-за электрохимических реакций, и таким образом генерируются ионы, которые остаются в равновесии (в противном случае это привело бы к серьезным психическим расстройствам). Когда бы вы ни думали, баланс меняется, что приводит к изменению динамики ионов в мозгу, вызывая нарушение.
Эти нарушения можно измерить с помощью множества инструментов, здесь мы остановимся на наиболее общем из них: ЭЭГ-электроэнцефалограмма. ЭЭГ - один из наименее инвазивных инструментов для чтения активности мозга. Сигналы от мозга фиксируются ЭЭГ, а затем декодируются с помощью методов машинного обучения.
Но почему машинное обучение?
Машинное обучение - это отрасль информатики, которая включает в себя анализ данных, а также «обучение» на основе закономерностей в данных и составление на их основе подходящих прогнозов. Здесь мы обсудим два способа классификации мозговых волн, т. Е. Мы будем говорить о машинах опорных векторов и нейронных сетях, которые могут классифицировать сложный мозг. волны, перехваченные с помощью ЭЭГ.
Машины опорных векторов:
Мы могли бы использовать алгоритм машины опорных векторов (SVM) для распознавания классов волн и, таким образом, иметь возможность надлежащим образом классифицировать мозговые волны, генерируемые ЭЭГ. В SVM мы будем рисовать гиперплоскость (линию, разделяющую классы) для классификации данных.
SVM будет стремиться минимизировать неправильно классифицированные экземпляры и пытаться максимизировать расстояние гиперплоскости от ближайших меток классов (соответствующие примеры). Кроме того, SVM иногда использует уловку ядра для разделения экземпляров классов. Чаще всего используется радиальная базисная функция (RBF).
Чтобы получить подробное представление о SVM и упомянутом выше трюке с ядром, перейдите по этой ссылке:
Нейронные сети:
Нейронные сети можно рассматривать как искусственную модель самого человеческого мозга. Вы можете подумать: "Вау!" Что может быть лучше для моделирования мозга, чем сам искусственный мозг. Нейронные сети - отличные алгоритмы для распознавания паттернов, поэтому они могут вычислить алгоритм для себя и используются для классификации мозговых волн.
Хотя нейронные сети остаются обширной темой, вы можете лучше понять, как они работают, здесь:
Виды BCI
Интерфейсы мозговых вычислений можно в общих чертах разделить на два типа: Активный и Пассивный. В пассивном BCI BCI отправляет записанную информацию в систему для обработки. В то время как в активном BCI мы фактически рассматриваем двустороннее реле, где информация передается от BCI в систему обработки (компьютер), а затем информация отправляется обратно в BCI из системы.
Что ж, вы можете подумать, что эти чипы потребуют хирургической имплантации или вам, возможно, придется пройти через огромную трансформацию. На самом деле, хороший факт в том, что вы можете начать с неинвазивных интерфейсов мозговых вычислений (пассивные BCI). Наконец, если вы действительно думаете, что это хороший аксессуар, вы можете перейти к более мощным инвазивным инструментам (активным BCI).
Invasive BCI потребует имплантации небольшого чипа размером в микрометры в кору головного мозга, измеряющего активность отдельного нейрона.
Неинвазивный BCI можно считать более безопасным вариантом, вы можете просто надеть неинвазивный BCI на голову, как наушники.
Расширение возможностей для людей с нарушением речи
Недавно IIT Madras опубликовал статью, в которой им удалось преобразовать сигналы мозга людей с дефектами речи в человеческий язык. Они использовали преобразования Фурье и Лапласа, чтобы преобразовать эти сигналы в значимую информацию. На выходе получается ионный ток, который представляет собой поток заряженных частиц. Затем сигналы интерпретируются как человеческий язык, означающий речь, сообщая нам, что ионы пытаются передать, помогая людям с нарушениями речи свободно выражать свои мысли.
С помощью этого метода можно было распознать и проанализировать даже фотосинтез растений, а также реакцию на внешние силы, и, наконец, мы могли даже распознать различные закономерности, показанные природой, и интерпретировать их. Муссоны, цунами, землетрясения, наводнения и другие бедствия можно предсказать с помощью методов машинного обучения.
При неврологических расстройствах
Интерфейс мозг-компьютер позволяет людям с различными неврологическими расстройствами манипулировать компьютером, он может позволить людям с параличом или рассеянным склерозом общаться с другими или даже управлять протезом конечности.
ЭЭГ также можно использовать для прогнозирования и обнаружения проблем со здоровьем, таких как аномальная структура мозга (опухоль головного мозга), судорожное расстройство (например, эпилепсия), расстройство сна (нарколепсия) и отек мозга (например, энцефалит).
Рынок и развитие
Вы будете удивлены, узнав, что интерфейсы для мозговых вычислений существуют на коммерческом рынке прямо сейчас. Позволить любому опробовать и использовать их в соответствии со своими потребностями. Их нужно использовать не только для медицинской помощи, но и для развлекательных мероприятий, таких как игры, игры на музыкальных инструментах и многое другое, возможности действительно безграничны!
Neuralink
Пожалуй, самый известный чип BCI за всю историю, Илон Маск снова с умопомрачительным продуктом. Neuralink уже совершил прорыв, показывая обезьяну, играющую в понг своим мозгом. Итак, на самом деле обезьяна имеет два чипа, имплантированные по обе стороны от ее мозга, и, следовательно, может управлять полосой с обеих сторон на экране.
Открыть BCI
Open BCI - это сообщество разработчиков интерфейсов для мозговых вычислений с открытым исходным кодом. Вы можете купить детали, связанные с BCI, и обратиться к их документации для настройки программного обеспечения.
Следующий разум
Next Mind дает готовый продукт, который является примером неинвазивного BCI. Он работает с проекцией изображений на вашу зрительную кору для захвата сигналов.
Невроз
В то время как другие BCI используют систему передачи данных Bluetooth (что может привести к потере пакетов данных), Neurosity Notion 2 использует собственный процессор 1,8 ГГц, и данные сохраняются на самом устройстве, обеспечивая большую безопасность данных вашего мозга.
NeuroSky
А вот и самый доступный BCI со стоимостью от 109,99 долларов с моделью Mindwave Mobile 2. Вы можете разрабатывать различные приложения для множества экосистем, таких как iOS и Android, а также для ПК. Кроме того, вы можете комбинировать и использовать его с интерфейсом Raspberry Pi, а также с Arduino.
Будущее очень интересно
Возможно, вы слышали, как Илон Маск говорил об AI Singularity и о том, что в конечном итоге человечество либо вымрет, либо перенесет всю свою цивилизацию на Марс.
Еще одна интересная технология, которую мы с нетерпением ждем в будущем, - это Human Enhancements. Улучшения человека означают использование искусственного интеллекта в паре с нашим телом вместо создания отдельных сущностей с использованием искусственного интеллекта. Многие боты с ИИ на самом деле иногда говорят об уничтожении людей, и действительно необходимо внести фактор EQ в разработку ИИ.
Наконец, кажется, что BCI - единственное, что может изменить ситуацию. Вы когда-нибудь представляли, как подключить устройство BCI к облаку? Просто погуглите через свой мозг, и вы получите все ответы, которые может предоставить вся поисковая система Google. Допустим, если пятилетний ребенок использует эту технологию, он может произносить сложные теории астрономии и знать, как почти все работает. Им просто нужно подумать, и вы можете представить, к какому количеству данных они могут получить доступ.
Еще одно интересное открытие, потрясшее мир, произошло благодаря объединению приложений дополненной реальности с интерфейсами интеллектуальных вычислений. Фактически мы можем сосредоточиться на различных формах / объектах и после обнаружения соответствующего сигнала можем выполнить действие через устройство. В сочетании с гарнитурой AR некоторые BCI предоставляют вам доступ к различным приложениям, одним из которых является игра, в которой вы должны поражать инопланетян, просто сфокусировавшись на них. Другое приложение - это стартовый музыкальный набор, в котором вы играете на инструментах, просто сосредотачиваясь на определенных формах.
Достаточно ли это безопасно?
Помимо этих многочисленных разработок и огромной мощности BCI, есть много вещей, которые могут пойти не так.
Допустим, мы все имеем доступ к одним и тем же воспоминаниям и к одному и тому же хранилищу разума, это также означает, что мы можем знать то, что знает любой другой человек. Допустим, я наблюдал за немецкой овчаркой и могу представить цвет ее меха и лица. Таким образом, человек, разделяющий со мной такую же связь, также может просматривать мои воспоминания. Страшно, правда?
Вы когда-нибудь задумывались, можно ли взломать ваш мозг?
Да, опять же, это одна из самых серьезных проблем, связанных с интерфейсами мозговых вычислений сегодня.
Если ваш мозг можно взломать, возможности безграничны, а последствия разрушительны. Это может буквально означать, что ваш мозг теряет всю информацию, которая у вас когда-либо была, но в то же время, если вы подключены к облаку, вам действительно нечего терять!
