Интерфейс "мозг-компьютер
Эксклюзивный репортаж на ростовском интернетресурсе TechnoDrive от директора НИИ нейрокибернетики Бориса Владимирского на тему «Интерфейс "мозг-компьютер"
Здесь рассказывается:
об интерпретации мозговых волн, - включая невербальную передачу информации между людьми, компьютерные игры и медицину;
о возможности в дальнейшем «силой мысли» управлять сложными техническими системами;
о мыслемузыке и других возможностях.
Пока фантастические фильмы демонстрируют нам миры роботов, дистанционно управляемых людьми, в Ростове, в частности, продолжается совершенствование интерфейса «мозг-компьютер». Разумеется, управление сложными системами «силой мысли» еще невозможно, - но, слушая доклад профессора Владимирского, в скором появлении таких систем можно не сомневаться. Ведь уже сегодня мозговыми волнами можно управлять инвалидной коляской, а также играть на компьютере и даже музыкальных инструментах! Более того, появились возможности простейшего невербального общения между людьми - «телепатии в чистом виде». Подобные возможности уже поражают воображение. Что же стоит ждать от нейрокибернетики в обозримом будущем?..
От «мозгового футбола» к «мыслемузыке»
Одним из популярных развлечений в США стал так называемый «мозговой футбол» MindBall. Суть игры заключается в управлении мячом на экране с помощью мозговых волнами. Для этого игрокам на голову надевают специальный обруч с вмонтированными электродами. Когда участник расслабляется, мяч начинает катиться в сторону противника, - который, чтобы отразить виртуальное нападение, должен расслабиться еще сильнее. Игрок, не справившийся с волнением от надвигающегося мяча, пропускает гол.
Но как компьютеру удается определить эмоциональное состояние человека?.. По словам докладчика, электроэнцефалограмма человека состоит из 4 видов колебаний - дельта (с частотой 1-3 Гц), тета (4-7 Гц), альфа (8-13 Гц) и бета (выше 13-15 Гц). В расслабленном состоянии практически по всей коре регистрируется хорошо выраженный альфа-ритм с частотой 10 Гц и хорошей амплитудой. А если человек напряжен, у него ярко выражен бета-ритм.
Именно эти ритмы воспринимает обруч, являющийся портативным электроэнцефалогрофом. Подобные устройства, уже для исследований, могут выполняться и в виде специальной шапочки, - содержащей на поверхности от 19 до 256 электродов, регистрирующих электрическую активность мозга. Исследовать данную величину сегодня не сложно, - куда сложнее разработать алгоритмы анализа электрической активности. Чем и занимается коллектив НИИ нейрокибернетики ЮФУ во главе с Борисом Михайловичем Владимирским.
Отметим, что подобные исследования ведутся и за рубежом. Например, пять лет назад инженеры Honda продемонстрировали управление массивным роботом Asimo с помощью интерфейса «мозг-компьютер». Тогда он выполнял лишь три команды движения. Но уже спустя некоторое время возможности технологии существенно расширились. Кроме того, в апреле нынешнего года исследовательская группа из Барселоны провела в Праге так называемый «концерт мыслемузыки». В составе оркестра выступил один музыкант и четыре человека с ЭЭГ-шапочками на голове. Фрагмент записи того выступления смогли прослушать и участники ростовской лекции.
Но вернемся к достижениям наших соотечественников. По словам, ростовского эксперта, наиболее яркими из них являются возможности невербального общения, - а также помощь людям с тяжелыми двигательными и речевыми нарушениями.
«По медицинским показаниям»
Напомним, что под интерфейсом «мозг-компьютер» традиционно понимают систему, использующую сигналы от головного мозга, чтобы выполнить определенные действия, минуя нервную систему. Таким образом, парализованные люди смогут управлять конечностями, протезами или даже инвалидной коляской. Однако для этого, по словам профессора Владимирского, необходимы совершенные системы способные интерпретировать мозговые команды не более, чем за 2 секунды. Пока такие комплексы находятся на стадии разработки.
Еще одним интересным медицинским приложением является избавление от боли людей с большой площадью ожогов. Здесь на помощь приходят исследования из области виртуальной реальности - когда пациентам с ожогами показывали заснеженные горы и сильный холод, их порог болевой чувствительности повышался на 40-60%. «А значит, стимулируя соответствующие области, можно облегчить страдания людей - или совсем убрать боль».
Впрочем, Борис Владимирский, не исключил, что успехи медицины могут обогнать прогресс в области нейрокибернетики (речь шла о точном восстановлении поврежденных тканей мозга). Но даже в этом случае у интерфейса «мозг-компьютер» есть масса применений - совершенные детекторы лжи, оценка выбора альтернатив, - и, конечно, те самые биороботы (если тело придет в полную негодность, надо полагать - или для дистанционно управляемых "суррогатов").
Виртуальная реальность - и не только
Отвечая на вопрос TechnoDrive о современном состоянии обратного интерфейса, «компьютер-мозг», профессор отметил, что сегодня, используя разные виды стимуляции, можно создавать в мозге лишь «локальные эффекты». «Уровня наших знаний пока недостаточно, чтобы создать целостный мир в человеческом мозге. Изменить функциональное состояние или повысить болевой порог - сейчас не проблема. Но проецировать осмысленный образ - задача не нашего дня».
Тем не менее, успехи в изучении мозга за последние годы дают фантастические результаты. По словам докладчика, уже через 15-20 лет психиатры смогут «видеть» галлюцинации пациентов - и успешно лечить их носителей. И, хотя, еще не найден «мостик» между мозговыми процессами и сознанием человека, возможности нейрокибернетики растут с каждым днем!..
Источник: www.technodrive.ru
Здесь рассказывается:
об интерпретации мозговых волн, - включая невербальную передачу информации между людьми, компьютерные игры и медицину;
о возможности в дальнейшем «силой мысли» управлять сложными техническими системами;
о мыслемузыке и других возможностях.
Пока фантастические фильмы демонстрируют нам миры роботов, дистанционно управляемых людьми, в Ростове, в частности, продолжается совершенствование интерфейса «мозг-компьютер». Разумеется, управление сложными системами «силой мысли» еще невозможно, - но, слушая доклад профессора Владимирского, в скором появлении таких систем можно не сомневаться. Ведь уже сегодня мозговыми волнами можно управлять инвалидной коляской, а также играть на компьютере и даже музыкальных инструментах! Более того, появились возможности простейшего невербального общения между людьми - «телепатии в чистом виде». Подобные возможности уже поражают воображение. Что же стоит ждать от нейрокибернетики в обозримом будущем?..
От «мозгового футбола» к «мыслемузыке»
Одним из популярных развлечений в США стал так называемый «мозговой футбол» MindBall. Суть игры заключается в управлении мячом на экране с помощью мозговых волнами. Для этого игрокам на голову надевают специальный обруч с вмонтированными электродами. Когда участник расслабляется, мяч начинает катиться в сторону противника, - который, чтобы отразить виртуальное нападение, должен расслабиться еще сильнее. Игрок, не справившийся с волнением от надвигающегося мяча, пропускает гол.
Но как компьютеру удается определить эмоциональное состояние человека?.. По словам докладчика, электроэнцефалограмма человека состоит из 4 видов колебаний - дельта (с частотой 1-3 Гц), тета (4-7 Гц), альфа (8-13 Гц) и бета (выше 13-15 Гц). В расслабленном состоянии практически по всей коре регистрируется хорошо выраженный альфа-ритм с частотой 10 Гц и хорошей амплитудой. А если человек напряжен, у него ярко выражен бета-ритм.
Именно эти ритмы воспринимает обруч, являющийся портативным электроэнцефалогрофом. Подобные устройства, уже для исследований, могут выполняться и в виде специальной шапочки, - содержащей на поверхности от 19 до 256 электродов, регистрирующих электрическую активность мозга. Исследовать данную величину сегодня не сложно, - куда сложнее разработать алгоритмы анализа электрической активности. Чем и занимается коллектив НИИ нейрокибернетики ЮФУ во главе с Борисом Михайловичем Владимирским.
Отметим, что подобные исследования ведутся и за рубежом. Например, пять лет назад инженеры Honda продемонстрировали управление массивным роботом Asimo с помощью интерфейса «мозг-компьютер». Тогда он выполнял лишь три команды движения. Но уже спустя некоторое время возможности технологии существенно расширились. Кроме того, в апреле нынешнего года исследовательская группа из Барселоны провела в Праге так называемый «концерт мыслемузыки». В составе оркестра выступил один музыкант и четыре человека с ЭЭГ-шапочками на голове. Фрагмент записи того выступления смогли прослушать и участники ростовской лекции.
Но вернемся к достижениям наших соотечественников. По словам, ростовского эксперта, наиболее яркими из них являются возможности невербального общения, - а также помощь людям с тяжелыми двигательными и речевыми нарушениями.
«По медицинским показаниям»
Напомним, что под интерфейсом «мозг-компьютер» традиционно понимают систему, использующую сигналы от головного мозга, чтобы выполнить определенные действия, минуя нервную систему. Таким образом, парализованные люди смогут управлять конечностями, протезами или даже инвалидной коляской. Однако для этого, по словам профессора Владимирского, необходимы совершенные системы способные интерпретировать мозговые команды не более, чем за 2 секунды. Пока такие комплексы находятся на стадии разработки.
Еще одним интересным медицинским приложением является избавление от боли людей с большой площадью ожогов. Здесь на помощь приходят исследования из области виртуальной реальности - когда пациентам с ожогами показывали заснеженные горы и сильный холод, их порог болевой чувствительности повышался на 40-60%. «А значит, стимулируя соответствующие области, можно облегчить страдания людей - или совсем убрать боль».
Впрочем, Борис Владимирский, не исключил, что успехи медицины могут обогнать прогресс в области нейрокибернетики (речь шла о точном восстановлении поврежденных тканей мозга). Но даже в этом случае у интерфейса «мозг-компьютер» есть масса применений - совершенные детекторы лжи, оценка выбора альтернатив, - и, конечно, те самые биороботы (если тело придет в полную негодность, надо полагать - или для дистанционно управляемых "суррогатов").
Виртуальная реальность - и не только
Отвечая на вопрос TechnoDrive о современном состоянии обратного интерфейса, «компьютер-мозг», профессор отметил, что сегодня, используя разные виды стимуляции, можно создавать в мозге лишь «локальные эффекты». «Уровня наших знаний пока недостаточно, чтобы создать целостный мир в человеческом мозге. Изменить функциональное состояние или повысить болевой порог - сейчас не проблема. Но проецировать осмысленный образ - задача не нашего дня».
Тем не менее, успехи в изучении мозга за последние годы дают фантастические результаты. По словам докладчика, уже через 15-20 лет психиатры смогут «видеть» галлюцинации пациентов - и успешно лечить их носителей. И, хотя, еще не найден «мостик» между мозговыми процессами и сознанием человека, возможности нейрокибернетики растут с каждым днем!..
Источник: www.technodrive.ru