ENG
Мобильные телефоны, компьютеры и «голосовые помощники» (Alexa или Siri) уже давно стали «продолжением» человека. Сегодня мы находимся на грани значительного прорыва ИТ-эволюции, который произойдет благодаря сочетанию возможностей человеческого интеллекта и искусственного разума компьютера.
BCI: концепт и рынок
В США компания Battelle недавно представила систему BCI, которая работает путем сбора сигналов «остаточного прикосновения». Например, пациент с глубокой травмой спинного мозга может не чувствовать прикосновения ниже определенного уровня на своем теле. При этом нередко участки нервного волокна, соединяющего мозг и периферию, все еще функционируют. Они могут быть недостаточными, чтобы вызвать у человека ощущение полноценного прикосновения, но по-прежнему провоцируют электрическую активность в мозге. Система Battelle улавливает сигналы в мозге через массив в моторной коре, декодирует и усиливает их, а затем передает сенсорную обратную связь в область тела пользователя, которая сохраняет хотя бы минимальное ощущение прикосновения.
BCI — это нейрокомпьютерный интерфейс (Brain-computer interface): прямой канал связи между человеческим мозгом и процессором, который может объединить возможности людей и машин. Концепция довольно проста — мозг соединяется с компьютером, который с помощью ИИ преобразует импульсы нейронов в управляющие сигналы для выполнения/симулирования человеческих действий и расширения их потенциала.
Область нейроморфных вычислений сегодня находится в зачаточном состоянии, но технология набирает обороты. Если все технические проблемы будут решены в ближайшие несколько лет, то, по прогнозам аналитиков, глобальный рынок нейроморфных вычислений может вырасти до $3,7 млрд к 2023 году и $21,3 млрд в 2034.
Три пути для технологии
Современная классификация BCI-устройств делит их на три основные группы:
- инвазивные BCI — зонды или чипы, внедряемые непосредственно в мозг;
- частично инвазивные решения — зонд или чип встраиваются в череп, но не в сам мозг;
- неинвазивные: они предполагают непосредственный контакт устройства с человеческим телом без вживления в него (например, в формате шлема, гарнитуры и т.д. ).
Технология развивается: люди сегодня могут перемещать виртуальные объекты «силой мысли» даже с использованием неинвазивного BCI-зонда. Устройства BCI становятся все меньше по размеру, иногда они почти невидимы и с каждым годом все более пригодны для повседневного ношения людьми.
В настоящий момент BCI еще не может «читать мысли» в полноценном объеме. Хотя в целом это именно то направление, в котором развивается технология. BCI-решения сегодня могут преобразовать мозговую активность (электрические импульсы) в сигналы, распознаваемые софтом как команды. Это означает, что активность мозга может быть измерена и интерпретирована. То есть можно говорить о чтении мыслей-команд, например для управления каким-нибудь устройством. Когда мы думаем, мозг передает в организм серию электрических импульсов. Улавливание таких сигналов не является чем-то новым: врачи уже контролируют электрическую активность в мозге с помощью ЭЭГ (электроэнцефалографии) и в мышцах с помощью ЭМГ (электромиографии).
Однако в BCI-решениях существует возможность усиления сигналов с помощью возможностей ИИ, что делает технологию перспективным инструментом для реабилитации людей со значительной двигательной недостаточностью или при заболеваниях, связанных с нервно-мышечными расстройствами. С помощью BCI-решений также можно взаимодействовать с компьютером и использовать его в повседневной жизни для общения или досуга. Например, проект Илона Маска Neuralink занимается разработкой решения для доставки звукового сигнала в мозг человека без традиционных наушников с помощью BCI-решения.
Мозг-целитель
Технология является ключом к новому этапу эволюции — помочь растущему числу людей с ограниченными возможностями обеспечить достойное качество жизни. Большинство BCI-систем, направленных на восстановление осязания, построены на имплантации электродной решетки в верхний слой головного мозга — кору. Электродная решетка может записывать сигналы из головного мозга, которые передаются по проводному соединению в софт с самообучающимся функционалом. Программное обеспечение расшифровывает сигналы и передает их по периферийным нервам, стимулируя мышцы к движению.
Решение работает и в обратном направлении — чувство прикосновения фиксируется от человеческой или электронной руки и подается обратно в мозг в виде серии электрических импульсов, которые воспринимаются людьми как ощущения. Восстановление осязательных функций может не только помочь восстановлению движения; оно также способно перенастроить мозг людей, потерявших конечность. Известно, что люди, потерявшие конечности, могут испытывать феномен, называемый «фантомной болью», например у человека болит рука, которую он ранее потерял. При инсталляции механической руки с функцией связи с мозгом через BCI-интерфейс его работа перенастраивается; боль может смягчаться или полностью уходить.
Новая жизнь
Помимо использования в здравоохранении, BCI можно использовать для сферы CMT (телекоммуникации, медиа и технологии), для интеллектуальных домашних приложений, например для управления системами «умный дом» или бытовой техникой через BCI-интерфейс. Технологии также позволяют развивать функционал устройств и приложений для управления офисными задачами и процессами, а в развлекательной перспективе —для видеоигр и обучения, например игре на музыкальных инструментах.
В потребительском секторе BCI может использоваться в маркетинге и тестировании продукции благодаря способности технологии улучшать работу инструментов распознавания эмоций путем сопоставления мимики и электроимпульсов мозга при демонстрации образов рекламной кампании определенной линейки продуктов. В автомобилестроении — для приложений безопасности вождения. У Nissan, например, это инициатива Brain-to-Vehicle (B2V) — BCI-шлем водителя, ускоряющий время реакции на дорожные события.
Даже в сфере финансовых услуг BCI-технологии могут найти применение: скажем, для создания и использования так называемого «мозгового пароля» — у каждого человека есть индивидуальный «мозговой код», который можно использовать в качестве ключа доступа в личный кабинет онлайн-банка.
Будущее будущего
Технологии BCI быстро развиваются; между тем специалисты считают этические соображения, конфиденциальность данных, отсутствие регулирования и нормативов наиболее проблемными аспектами их массового использования. Использование BCI пока не встречает препятствий в основном в медицинской сфере. По данным исследования Accenture, для улучшения здоровья треть респондентов готовы пойти на пересадку инвазивного BCI-имплантата в мозг, если это позволит восстановить подвижность конечностей или нормальную работу органов чувств. Например, Accenture совместно с компанией Philips разработали концепцию, которая может позволить пациентам с боковым амиотрофическим склерозом лучше контролировать окружающее их жилое пространство, по мере того как они теряют контроль над мышцами. Сегодня в процессе активной разработки у Accenture несколько BCI-проектов: от умной кофемашины, готовящий напиток по вашему желанию в момент, когда вы о нем подумали, до сложных систем управления центрами ИТ-приложений нового поколения.
По мере дальнейшего развития технологии BCI мозговая ткань может однажды уступить место имплантированным кремниевым чипам, создающим компьютеризированную симуляцию человеческого мозга, которая может получить расширенные возможности. Также в 2019 году Accenture, Airbus, GE и Hitachi присоединились к быстро растущему сообществу Intel Neuromorphic Research Community (INRC). За последний год размер INRC утроился: сегодня он насчитывает более 75 организаций, охватывающих ведущие университеты по всему миру, правительственные лаборатории, нейроморфные стартап-компании, а теперь и несколько членов Fortune Global 500.
