Нейронный интерфейс
Электронные устройства глубоко вросли в жизнь человека. Компьютеры и смартфоны сделали её интереснее и «быстрее», стали незаменимыми помощниками и друзьями. С их помощью мы имеем доступ к знаниям всего мира в любое удобное время. Автоматика на производстве заменяет сложный, а иногда опасный для человека ручной труд. Но это всё лишь орудия труда, которыми так же нужно управлять. Сейчас человек стремится интегрировать себя в электронные системы для более эффективной работы. Или интегрировать систему в себя. Расширить свои возможности, или восстановить утраченные.
Идея нейронного интерфейса привлекла меня после прохождения компьютерной игры Deus Ex: Human Revolution, относящейся к стилю киберпанк. В ней описывается недалёкое будущее, в котором были разработаны высокотехнологичные искусственные органы и разного рода кибернетические импланты. Благодаря им люди стали сильнее, умнее, быстрее и смогли существенно продлить свою жизнь. Такой скачёк технологий называли новым витком эволюции человечества. С тех самых пор я стал интересоваться последними достижениями в области нейропротезирования и размышлять о том, как можно осуществить те или иные проекты по управлению автоматикой.
Нейро-компьютерный интерфейс (НКИ) — система, созданная для обмена информацией между мозгом и электронным устройством (например, компьютером). В однонаправленных интерфейсах внешние устройства могут либо принимать сигналы от мозга, либо посылать ему сигналы (например, имитируя сетчатку глаза при восстановлении зрения электронным имплантатом). Двунаправленные интерфейсы позволяют мозгу и внешним устройствам обмениваться информацией в обоих направлениях. В основе нейро-компьютерного интерфейса, часто используется метод биологической обратной связи [1].
Ниже представлен пример управления с помощью однонаправленного НКИ.
Полезность НКИ может быть рассмотрена с нескольких сторон. Во-первых, это универсальное средство управления. Имплантируете в себя чип и перед вами сами открываются двери, компьютер приветствует вас и вводит пароль для входа в систему, а кофейный автомат уже заварил чашечку кофе. Таким образом можно освободить человека от некоторых рутинных дел и дать ему возможность больше времени уделять себе, семье.
Во-вторых, НКИ может служить средством расширения возможностей человека. Мы перестали эволюционировать, дойдя до Homo Sapiens. С тех пор наше тело практически не изменилось. Человек старается воспроизвести в технологиях то, чем его обделила природа: самолёты вместо крыльев, автомобили вместо быстрого бега и т.д.. А что если улучшить непосредственно тело? Начать с малого, интегрировать тот же самый смартфон в человека: динамик в слуховой канал, а картинку спроэцировать непосредственно на роговицу. Управление осуществлять либо голосом, либо нервными импульсами. Или же просто подключить человека к интернету [3].
В-третьих, нейро-компьютерный интерфейс может помочь в восстановлении утраченных возможностей за счёт нейропротезирования. Много людей по всему миру имеют физические увечья, как, например, потерянные конечности вследствие несчастных случаев или болезней. Их обеспечивают протезами, которые абсолютно не соответствуют живым органам. Эти конечности не могут самостоятельно двигаться, не обладают сенсорными свойствами. Благодаря НКИ это решаемо. Информация считывается с нейронов, обрабатывается и управляет движением конечности. Точно так же информация с сенсоров в конечностях преобразуется в нервные импульсы. Благодаря этому человек вновь может жить полной жизнью.
Но, есть и определённые трудности, связанные в основном со сложностью подобных операций, а так же с протезированием. Приводы в искусственных конечностях потребляют очень много энергии и нуждаются в мощных, тяжёлых батареях. Однако сейчас эта трудность решаема с помощью изобретённых искусственных мышц из углеродных нано трубок заполненных парафином. Их возможность в поднятии веса превышает способность мышц того же размера, а для питания им достаточно слабого электрического или светового импульса [2].
С Древних времён человек создавал себе оружие, инструменты, чтобы компенсировать недостающих ему качеств. По мере развития человечества, развивались и технологии. От примитивных каменных топоров, до инструмента, позволяющего заглянуть в саму структуру вещества. Нейро-компьютерный интерфейс является следующим этапом эволюции человеческих технологий, поскольку он способен связать хрупкое человеческое тело и вычислительные мощности его мозга с износостойкой и сильной механикой. Он открывает дорогу к новым горизонтам, где человек и машина будут работать как одно целое, лишая друг друга недостатков и преумножая достоинства.
Литература
1. Нейрокомпьютерный интерфейс [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0...
2. Искусственные мышцы из углеродных нанотрубок: в 200 раз сильнее [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://rnd.cnews.ru/news/line/index_science...
3. Человеческое тело скоро может быть подключено к интернету [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mixednews.ru/archives/21876