Разработка прямого интерфейса между компьютером и человеческим мозгом продолжается

Похоже, не за горами эпоха отказа от некоторых видов периферийного оборудования, в частности, от компьютерных мышей.

В сингапурском Институте инфокоммуникационных исследований I2R (Institute for Infocomm Research) проведены первые работы по созданию «мозго-машинного» интерфейса (так называемый Brain Machine Interface, BMI), посредством которого пользователи смогут управлять компьютерами только одним усилием мысли.

Лаборатория нейроинформатики I2R недавно продемонстрировала платформу NeuroComm — систему, работающую в режиме реального времени. Она была построена «с нуля» для поддержки исследований BMI в области приема и анализа сигналов головного мозга.

«BMI представляет новый метод взаимодействия, который не основан на обычном анализе поведения мускулов. Он дает новую надежду сотням тысяч людей с ограниченными физическими способностями или неврологическими заболеваниями, — заявил Лоуренс Вонг, исполнительный директор I2R. — Более того, этот интерфейс добавляет новое измерение существующим мультимодальным человеко-машинным интерфейсам. С его помощью компьютеры, роботы и другие электронные устройства включаются в то, что мы называем ?нейропространством?, расширяя воз?можности наших мускулов и органов чувств».

Ранее BMI уже вызвал шумиху в прессе, когда компания Cyberkinetics, занимающаяся выпуском медицинского оборудования, объявила о планах выпуска чипов, которые имплантируются в мозг парализованных людей. Эти чипы, согласно заявлениям представителей компании, также предназначены для реализации возможностей по управлению компьютером усилием мысли.

В I2R со своей стороны добиваются бесконтактного приема и анализа излучаемых сигналов. При этом, чтобы сделать будущие BMI-системы проще и удобнее в использовании, а также повысить их производительность, новый человеко-машинный интерфейс планируется применять в комбинации с электроэнцефалографией.

Исследовательская программа I2R под названием NeuroInformatics, давшая начало исследованиям в этой области, стартовала в октябре прошлого года. Разработанная в рамках данной программы платформа NeuroComm обеспечивает прием данных, обработку сигналов, их классификацию, обратную связь и вывод информации на устройства отображения. При этом, по словам представителей I2R, ее можно применять для решения как научных, так и прикладных задач.

«BMI — это комплексная система взаимодействия между человеком и машиной, для ее полноценной работы необходимо отслеживать и анализировать процессы мышления в реальном времени», — заявил Гуан Кунтай, возглавляющий подразделение I2R NeuroInformatics Lab.

NeuroComm построена как экспертная система, основанная на имеющейся в I2R базе экспертных оценок (в частности, в таких областях, как обработка сигналов и распознавания образов) и функционирующая на платформе Windows. Используя NeuroComm, в I2R рассчитывают расширить программные исследования процессов мышления, совершенствуя механизмы человеко-машинного взаимодействия.

Исследования, ведущиеся в I2R, в основном связаны с получением сигналов от головного мозга и их анализом.

«Мы намерены изучать новые подходы к регистрации сигналов, комбинируя их с электроэнцефалографией. Разрабатывая поведенческие модели человеко-машинных систем, мы будем стремиться к тому, чтобы они были адаптивными и самообучающимися», — заявил Гуан.

В I2R рассчитывают с помощью NeuroComm решить ряд типичных проблем, с которыми сталкиваются ученые при исследованиях в области BMI. К примеру, состояние мозга человека во время решения познавательных задач постоянно меняется. Кроме того, характер сигналов мозга у разных людей различен даже при решении одинаковых задач.

Основная часть NeuroComm написана на стандартном C++, так что она легко переносится на другие платформы, в частности ОС Linux, Unix и Windows CE. На ее основе планируется разрабатывать различные специализированные приложения, такие как, например, системы выбора букв алфавита и проговаривания слов, а также управления искусственными конечностями.

Гуан отметил, что исследования в области BMI все еще находятся на начальном этапе своего развития. Однако, по его словам, при условии тесного взаимодействия с сингапурскими и зарубежными организациями в I2R надеются добиться значительных результатов уже в течение ближайших двух-трех лет, создав прототипы действующих систем и найдя им практическое применение.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями