تصور کنید اگر بتوانید یک روبات را کنترل کنید یا یک بازی ویدیویی را تنها با استفاده از ذهن خود انجام دهید. به نظر می رسد علمی تخیلی باشد ، اما این دقیقاً همان چیزی است که رابط های مغز و ماشین (BMI) در حال حاضر برای آن استفاده می شود. با استفاده از برنامه های سرگرمی تا پزشکی ، BMI قرار است دنیای فناوری را همانطور که ما می شناسیم تغییر دهد. اما آنها دقیقاً چه هستند؟ و چگونه کار می کنند؟
این مقاله همه چیز در مورد رابط های مغز و ماشین ، از جمله نمونه های فعلی ، نحوه عملکرد آنها و BMI ها را که در آینده می تواند مورد استفاده قرار گیرد ، پوشش می دهد.
رابط مغز و ماشین چیست؟
رابطهای مغز و ماشین (BMI) که به عنوان رابطهای مغز و رایانه نیز شناخته می شوند ، دستگاههایی هستند که مغز شما و یک دستگاه خارجی را پل می زنند. آنها می توانند فعالیت مغز انسان را بخوانند و این اطلاعات را مستقیماً به یک سیستم کامپیوتری منتقل کنند. به عنوان مثال ، BMI می تواند به بیمار در کنترل پروتز روباتیک کمک کند. یا ، می تواند کاربر را قادر سازد تا فقط با استفاده از افکار خود یک پردازشگر کلمه را تایپ کند.
BMI می تواند تهاجمی یا غیر تهاجمی باشد. BMI تهاجمی نیاز به جراحی دارد و معمولاً شامل قرار دادن الکترودها مستقیماً در زیر پوست سر است تا سیگنال های مغزی را با دقت بیشتری منتقل کند. از طرف دیگر ، BMI های غیرتهاجمی بدون جراحی روی سر قرار می گیرند و فعالیت الکتریکی مغز شما را می خوانند. نکته منفی این است که بسیاری از این فعالیت ها توسط جمجمه تضعیف می شود ، بنابراین BMI های غیر تهاجمی اغلب قدرت کمتری دارند.
رابط های مغز و ماشین چگونه کار می کنند؟
وقتی فکر می کنیم ، مغز ما سیگنال های الکتریکی ارسال شده از طریق سلول های مغز (معروف به نورون ها) را تولید می کند. این سیگنال های الکتریکی را می توان توسط دستگاه های پزشکی دریافت و تفسیر کرد ، و در واقع ، این امر برای دهه ها برای تشخیص شرایط مغزی انجام شده است.
دو روش برای انجام این کار الکتروانسفالوگرافی (EEG) و الکترومیوگرافی (EMG) نامیده می شود. EEG سیگنال های الکتریکی از مغز را تفسیر می کند ، در حالی که EMG این سیگنال ها را از ماهیچه ها تفسیر می کند.
برای تشخیص شرایط مغز ، بازخوانی EEG و EMG با فعالیت مغز "طبیعی" مقایسه می شود ، حالات بیماری الگوهای خاصی در فعالیت الکتریکی مغز ایجاد می کند. با این حال ، اکنون ما می توانیم فراتر برویم.
پیشرفت های اخیر به این معنی است که ما می توانیم اطلاعات بیشتری از فعالیت مغز ، از جمله حالات احساسی ، حرکات یا حرکاتی که قرار است انجام دهید ، و حتی افکار خاص ، جمع آوری کنیم.
الگوریتم های یادگیری ماشین می توانند نحوه ظاهر این حالتهای خاص (از نظر فعالیت الکتریکی) را تعیین کنند. این الگوریتم ها مجموعه ای از داده های EEG و EMG از آزمایش های کنترل شده را ارائه می دهند و الگوهایی در فعالیت مغز کشف می شود. سپس فعالیت مغزی برای تعیین حالات یا اعمال روانی خاص (مانند "حرکت به چپ") کنترل و در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می شود.
نمونه های فعلی BMI
چندین نمونه فعلی از BMI وجود دارد که بسیاری از آنها تفاوت های زیادی با یکدیگر دارند. از آنجا که پتانسیل بسیار زیادی برای آنچه در BMI امکان پذیر است وجود دارد ، بسیاری از آنها به طور همزمان در زمینه های کاملاً متفاوت طراحی می شوند. برخی از BMI ها عمدتا برای اهداف پزشکی استفاده می شوند ، تا افراد معلول بتوانند دوباره راه بروند یا دستگاه ها را بدون استفاده از دست کنترل کنند. سایرین برای بازی و اوقات فراغت طراحی شده اند.
کاشت حلزون گوش
کاشت حلزون چیزی نیست که بسیاری از افراد هنگام ذکر BMI به آن توجه می کنند ، اما در واقع یکی از اولین فناوری هایی هستند که مغز کاربر را با ماشین پیوند می دهند. آنها با ارائه حس صدا به کسانی که ناشنوا یا نزدیک ناشنوا هستند ، کار می کنند. ایمپلنت با جراحی در زیر پوست کاربر قرار می گیرد ، از میکروفون برای دریافت صدای اطراف استفاده می کند ، سپس صدا را از طریق تکانه های الکتریکی به مغز کاربر افزایش داده و منتقل می کند.
میوز
Muse یک "سربند حس کننده" است که می تواند حالات احساسی را در کاربر تشخیص دهد. این شرکت نوپا برنامه هایی با تمرکز بر سلامت کارکنان دارد. کارمند سربند می بندد و می تواند سطح استرس و بهره وری خود را بر اساس بازخورد هدبند مدیریت کند.
کنترل هواپیماهای بدون سرنشین
در سال 2015 ، محققان دانشگاه فلوریدا یک سربند BMI ایجاد کردند که به کاربر اجازه می داد یک پهپاد را با استفاده از ذهن خود به صورت مستقیم کنترل کند.
قابل تحمل
در سال 2017 ، Neurable یک بازی اثبات مفهوم منتشر کرد که یک اتاق فرار با BMI بود. بازیکنان یک هدست واقعیت مجازی بر تن کردند و تنها با استفاده از افکار خود از اتاق فرار کردند. Neurable قصد دارد محصولاتی را توسعه دهد که به شما امکان می دهد تلفن هوشمند خود را کنترل کنید (به عنوان مثال ، رد کردن یا توقف آهنگ ها) از طریق ذهن خود.
پیوند عصبی
شرکت معروف ایلان ماسک Neuralink نمونه ای از BMI مهاجم است. Neuralink با استفاده از "نخ" کاشته شده با جراحی ، قصد دارد مغز را از طریق پهنای باند فوق العاده بالا به کامپیوتر متصل کند. هدف نهایی Neuralink کمک به انسان ها برای پیشی گرفتن از سیستم های سنتی هوش مصنوعی است. Neuralink قبلاً (به طور مشهور) بر روی یک بیمار میمون آزمایش شده است و میمون فقط با تفکر توانست پنگ را بازی کند .
نمونه های دیگر BMI های در حال توسعه عبارتند از: Kernel ، NextMind ، Neurosity و Nectome.
BMI در آینده برای چه مواردی استفاده می شود؟
یکی از کاربردهای BMI ارائه بازخورد به کاربران در مورد حالات روانی آنها است. به عنوان مثال ، BMI می تواند سطوح بالای خواب آلودگی یا بی توجهی را تشخیص داده و در محیط های پرخطر ، مانند رانندگی یا استفاده از ماشین آلات خطرناک هشدار دهد. BMI همچنین می تواند برای تنظیم احساسات یا حتی کاهش درد استفاده شود ، که چندین کاربرد بالقوه برای ارتش دارد.
BMI همچنین ده ها کاربرد بالقوه در پزشکی دارد . به عنوان مثال ، می توان آنها را برای افراد قطع عضو برای کنترل پروتزهای پیشرفته یا درمان بیماری های عصبی مانند آلزایمر یا پارکینسون استفاده کرد.
در فضای مصرف کننده ، BMI می تواند برای موارد بی شماری مورد استفاده قرار گیرد. کاربران می توانند خانه های هوشمند خود را با ذهن خود کنترل کنند ، چراغ ها را خاموش و روشن کنند ، کانال ها را عوض کنند یا حتی لیست پخش به طور خودکار بر اساس حالات آنها ایجاد شود. بدون شک ، فضای بزرگی برای BMI ها در واقعیت مجازی و دیگر بازی ها وجود خواهد داشت که در آن استفاده از کنترلرها یکی از آخرین موانع برای غوطه وری کامل است.
BMIs: کنترل ذهن
رابطهای مغز و ماشین بدون شک در آینده وجود خواهند داشت ، تقریباً به همان شیوه ای که در فیلم های علمی تخیلی به تصویر کشیده می شوند. در واقع ، بسیاری از آنها در حال حاضر در دسترس تجاری هستند که دارای قابلیت هایی هستند که می توانند مغز انسان را بسیار گسترش دهند. یک روز ، دیگر نیازی به فشار دادن دکمه ها یا تایپ دستورات ندارید. شما می توانید به خانه خود بروید ، چراغ ها را خاموش و روشن کنید و در واقعیت مجازی بدون استفاده از دست خود بازی کنید.
