На данный момент существуют следующие альтернативы ручному и голосовому вводу – это eye-tracking (технология отслеживания взгляда) и нейроинтерфейсы. Рассказывает Полина Гиверц, CEO «ЗДРАВМЕДИНФО».
Eye-tracking
Eye-tracking — это технология, которая позволяет регистрировать и анализировать положения и движения глаза с помощью специального устройства eye-tracker. Оборудование состоит из нескольких видеокамер и инфракрасных датчиков. Лучи инфракрасных ламп направлены на глаза человека и образовывают на поверхности роговицы глаза блики. При помощи данных бликов происходит фокусировка камер, которые фиксируют движение взгляда человека по экрану.
Система ввода данных на основе eye-tracking может представлять собой специальный интерфейс бесконтактного взаимодействия с компьютером посредством зрительного управления, отслеживания взгляда за перемещениями курсора или высвечиванию нужных клавиш виртуальной клавиатуры на экране.
Где это можно применять. Есть ряд профессий, в которых требуются производить обработку больших объемов информации, поступающей от разных источников и быстрое принятие решения на основе поступивших данных о последующих действиях. Также люди с ограниченными возможностями вследствие ампутации или парализации конечностей не могут полноценно работать с компьютерными системами, а eye-tracking дает им эту возможность. Эта технология может быть востребована и в игровой индустрии, так как дает возможность переложить некоторые действия с игровых контроллеров, мышек и клавиатур на взгляд геймера.
Нейроинтерфейсы
В настоящее время нейроинтерфейсы быстро развиваются благодаря бурному росту вычислительных мощностей, робототехники, методов записи сигналов мозга и математических алгоритмов для их декодирования. По степени проникновения в биологические ткани организма выделяют инвазивные (глубоко проникающие в мозг) и неинвазивные (взаимодействующие лишь с поверхностью головы, но не проникающие) нейроинтерфейсы.
From Visually.
Неинвазивные нейроинтерфейсы представляют собой беспроводную гарнитуру или шапочку для снятия электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с электродами, которые записывают мозговые волны и переводят их в команды для управления. ЭЭГ — чувствительный метод исследования (и подвержен помехам), он отражает малейшие изменения функции коры головного мозга и глубинных мозговых структур.
Ученые пока не добились высокой быстроты ввода текста с помощью нейроинтерфейсов. С помощью данной технологии ввод текста пока осуществляется очень медленно, и поэтому ее применение в настоящее время ограничено сферой медицины. Парализованные люди таким образом получили возможность взаимодействовать с внешним миром. Нейроинтерфейсы позволяют таким пациентам общаться при помощи печатного текста.
Для набора текста человеку нужно представить, как он двигает рукой, нажимая на виртуальную кнопку с буквой, показываемую ему на экране. Специальная система воспринимает мозговые сигналы, обрабатывает с помощью алгоритма и передаёт по кабелю на компьютер с устройством ввода.
По такому принципу, например, работает аппаратно-программный комплекс «Нейрочат». Он состоит из нейрогарнитуры, которая считывает данные ЭЭГ и синхронизирует их с компьютером по BlueTooth, и специально разработанного компьютерного интерфейса. Мысленно концентрируясь на символах пациент может печатать текст только при помощи мозговых усилий.
Коммуникационная система НейроЧат создаёт возможность сетевого общения людей, не имеющих сегодня возможности говорить и двигаться, людей с такими диагнозами, как: ДЦП, БАС, инсульт, рассеянный склероз и различными нейротравмами (ЧМТ, спинальные травмы и другие) с родными, медицинским персоналом, друзьями и всем миром. На сегодняшний день АПК «НейроЧат» уже используются пациентами из России в медицинских учреждениях и на дому, а также был успешно представлен в Азии и Америке.
Какие прогнозы по развитию нейронных интерфейсов существуют и что нас ждет в будущем? Сможем ли мы управлять техникой силой мысли и когда?
Многие факторы влияют на производительность нейроинтерфейсов, понимание основных нейрональных механизмов корково-подкорковых сетей имеет решающее значение. Некоторые проблемы могут существенно снизить производительность нейроинтерфейсов. Поддержание приемлемого отношения сигнал / шум в неинвазивных долгосрочных записях имеет решающее значение, так как более зашумленный сигнал понижает точность и скорость управления.
В конце июня 2019 года было объявлено, что ученые из США преодолели эту основную проблему неинвазивного нейроинтерфейса. Команда робототехников из Университета Карнеги — Меллон и Университета штата Миннесота создала первый эффективный неинвазивный нейроинтерфейс. При помощи нового нейроинтерфейса они заставили механический манипулятор выполнять команды мозга с недостижимой до сих пор точностью. До сих пор нейтроинтерфейсы показывали хорошие результаты только если получали сигналы от имплантов, вживленных в мозг. Такая операция требует от хирурга хорошей подготовки и большого опыта, не говоря уже о стоимости и риске для пациента.
При помощи новейших датчиков и машинного обучения, исследователи смогли получить сигналы из глубины мозга, очистить их от помех и впервые добились высокого качества контроля роботизированной рукой, которая повторяла движения курсора на экране компьютера. При этом робот двигался плавно, без рывков. Такой подход повысил показатель непрерывного отслеживания курсора на 500%, по сравнению с предшествующими достижениями.
Технология уже протестирована на 68 здоровых добровольцах, с каждым из которых проведено до 10 сессий. Теперь изобретатели планируют провести клинические испытания технологии.
Есть ли прогресс по вживляемым интерфейсам?
В середине июля 2019 года Илон Маск впервые рассекретил результаты своих разработок в сфере инвазивных нейроинтерфейсов. Специалисты стартапа Илона Маска Neuralink показали устройство, вживленное в мозг лабораторной крысы и способное считывать информацию от множества нейронов сразу. Импланты изготовлены из гибких, похожих на целлофан проводов, которые вживляет в мягкие ткани мозга так называемая «швейная машина», созданная учеными из калифорнийских университетов. Сигнал с устройства можно считать беспроводным способом снаружи. Электроды передают нервные импульсы в процессор, закрепленный на поверхности черепа, который считывает информацию одновременно по 1536 каналам, что примерно в 15 раз лучше современных аналогов. Аппарат отвечает требованиям научных и медицинских исследований.
Среди ближайших целей Neuralink — имплантация «нитей» парализованным людям, что позволит им взаимодействовать с компьютерами и телефонами «силой мысли». Долгосрочные планы Маск озвучивал ранее и они не изменились: импланты Neuralink помогут людям «общаться телепатически» и загружать в мозг любые новые знания, например, незнакомый иностранный язык.
- В России обнаружены сосиски с риском рака - 21/11/2024 14:04
- Китай нашел крупнейшее месторождение золота - 21/11/2024 13:54
- Star Wars Outlaws: стелс уходит в тень, свобода действий выходит на первый план - 21/11/2024 13:41
