Компьютерра PDA 24.04.2010-30.04.2010 - [13]
Главная цель проекта – создать пользовательский интерфейс "мозг–компьютер", улавливающий при помощи закрепляемых на голове датчиков мозговые волны и изменения в динамике кровоснабжения мозга. На основе их анализа датчик запускает тот или иной процесс. В результате должна появиться возможность, к примеру, переключать каналы телевизора безо всякого пульта или набирать SMS, не прикасаясь к телефону.
Среди прочих возможных применений – автомобильная навигационная система, отыскивающая ближайшие рестораны сразу после того как водитель подумал, что неплохо бы подкрепиться. Или кондиционер, регулирующий температуру в зависимости от того, жарко или холодно людям в помещении. Или робот, приходящий на помощь инвалидам или пожилым людям, которые не в силах нести тяжёлый груз. Можно придумать и массу других, не менее фантастических применений.
Фантастических? Возможно - нет. Сроки, которые поставили перед собой японцы, вполне реальны. Более того, подобные устройства могут появиться на рынке не через десять лет, а гораздо раньше, ведь интерфейс мозг-компьютер уже давно существует, причём даже не на уровне лабораторных опытов, а в коммерческих продуктах! Пока они не слишком распространены, но одно их появление означает, что совсем скоро способ взаимодействия человека с электроникой может измениться раз и навсегда.
Для начала немножко истории и немножко теории. В далёком 1875 году английский учёный Ричард Кейтон обнаружил, что деятельность человеческого мозга можно наблюдать по излучаемым им электрическим импульсам. В 1929 году на основе этого открытия был создан электроэнцефалограф – прибор, регистрирующий электрическую активность различных отделов головного мозга и записывающий её в виде кривой – энцефалограммы.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) по ряду признаков позволяет определить не только функциональное состояние головного мозга, но и уровень сознания человека. Энцефалограммы одного и того же здорового человека отличаются в зависимости от его физиологического состояния. Для снятия данных голова пациента смазывается специальным электропроводящим гелем и на ней закрепляются датчики. Аппарат фиксирует различие электрической активности во сне и при бодрствовании, выявляет реакцию мозга на различные раздражители, в том числе звуковые и визуальные. На энцефалограмме отображаются даже разнообразные эмоции – от гнева и раздражения до страха и апатии.
ЭЭГ обладает важным преимуществом перед другими методами исследования активности головного мозга: энцефалограмма может показать один из главных параметров работы нервной системы – ритмичность, отражающую согласованность работы разных отделов мозга. На энцефалограмме здорового человека, находящегося в состоянии покоя, выделяются два основных типа ритмов: альфа-ритм с частотой колебаний в 8-13 Гц, и бета-ритм с частотой в 14-30 Гц. "Отец кибернетики" Норберт Винер называл альфа-ритм "тактовым генератором мозга", который группирует информацию, поступающую в мозг в определённый период времени, и разные события воспринимаются как одновременные. Благодаря этим ритмам мы можем наблюдать сам процесс обработки информации в головном мозге – как и в каких его отделах это происходит.
Электронное "чтение мыслей" базируется как раз на принципах и достижениях электроэнцефалографии, помноженных на ультрасовременные технологии. Японцы из компании Honda соединили ЭЭГ со спектроскопией в инфракрасном диапазоне и создали действующий образец робота Asimo, который получает по радиоволнам сигналы, считанные непосредственно из мозга оператора.
Человекоподобный робот Asimo был показан общественности ещё в 2005 году. Он умеет не только ходить и реагировать на голосовые команды, Asimo способен распознавать различные предметы, узнавать людей, пожимать им руки и понимать их жесты. К прочим талантам робота относятся умение бегать и танцевать.
Для считывания мозговых волн пока что используется специальный шлем, а для их обработки – довольно массивный агрегат, но нет сомнений в том, что японские учёные скоро придумают, как устранить все эти неудобства. Сам робот пока умеет немного: он "понимает", когда человек приказывает ему подвигать руками, пойти или пробежаться или принести какой-либо предмет. При этом, получив команду, робот "задумывается" на несколько секунд, которые нужны для обработки сигнала.
Но главная проблема, которая пока так и не решена, заключается в том, что для эффективной работы система "считывания мыслей" должна подстраиваться под каждого конкретного пользователя, а это занимает слишком много времени – до трёх часов. Зато после этой настройки, как показали испытания, в 90% случаев система передаёт роботу верные команды.
Для не столь сложных "бытовых" устройств не нужна высокая точность распознавания, и на рынке уже есть недорогие головные гарнитуры, для использования которых не требуется ни гель, ни специальная подготовка.
Всего за $300 австралийская фирма Emotiv Systems продаёт лёгкий шлем EPOC, оснащённый 16-ю датчиками, гироскопами и радиоинтерфейсом для подключения к компьютеру под управлением Windows. Как утверждает разработчик, устройство способно распознавать 12 различных движений в компьютерных играх и даже понимать некоторые эмоции.
