homuncul

Ощупывать мозгом

Исключительно важная работа по трансляции тактильных ощущений опубликована на днях в Nature.

Мигель Николелис (Miguel Nicolelis), нейрофизиолог, возглавляющий Center for Neuroengineering, не перестает удивлять очередными достижениями. Лаборатория Николелиса специализируется на интерфейсах мозг-компьютер (ИМК). В начале 2000-х они наделали шуму, когда имплантировали электроды в моторную кору макаки и научили ее управлять объектом на экране с помощью джойстика. Аврора (так звали обезьяну) левой рукой двигала джойстик, а соответствующие сигналы от ее мозга шли на процессор, преобразующий эти сигналы в движения манипулятора, находившегося в другом месте. Манипулятор точно воспроизводил движения руки макаки. Тем самым проверялась работа ИМК.

Однажды экспериментаторы решили отключить джойстик, чтобы виртуальный объект на экране управлялся непосредственно сигналами от мозга Авроры (о чем она, само собой, не подозревала). Однако затем произошло то, что заставило всех присутствующих застыть на месте. В какой-то момент Аврора поняла, что двигать джойстик нет необходимости: она убрала с него руку и продолжала перемещать курсор на экране исключительно силой мысли. Можете посмотреть, как это было: видео. По признаниям ученых, в тот момент они ощутили, что присутствуют при рождении новой эры в развитии нейро-машинных технологий.

Позднее, в 2008 г., группа Николелиса провела успешный эксперимент, в котором другая обезьяна (кстати, двоюродная сестра Авроры) посредством активности мозга в течение трех минут контролировала движения шагающего робота, находившегося за тысячи километров от нее (в Японии): видео.

В том же году в Университете Питтсбурга макака научилась управлять механическим манипулятором с несколькими степенями свободы, который реагировал на команды, посылаемые мозгом. Эти кадры обошли весь мир: видео.

И вот началось новое десятилетие, и Николелис сделал следующий шаг вперед. Он добился того, чтобы сигналы шли не только от мозга в компьютер (на «выход»), но и в обратном направлении (на «вход»). Обезьяна теперь не просто управляет движением виртуальной руки, но и получает от нее обратную связь. В частности, таким способом мозг животного смог различать «текстуры» визуально неотличимых объектов. Что фактически равносильно осязанию. Без участия тела. И снова лучше один раз увидеть: видео.

Соответственно, теперь это следует называть «интерфейс мозг-машина-мозг». И что характерно, прогресс в этом направлении ускоряется. Реальные аватары уже показались на горизонте. Николелис написал небольшую заметку в Scientific American, где описывает далекие перспективы таких технологий (Mind Out of Body). Для более вдумчивого чтения у него в этом году вышла книга Beyond Boundaries, где вопрос раскрыт во всей полноте. С фрагментами можно ознакомиться здесь.


O’Doherty, J. E. et al. (2011) Active tactile exploration using a brain–machine–brain interface.Nature [Abstract]

Свежий номер журнала Progress in Brain Research целиком посвящен технологиям ИМК и возможным социальным последствиям: ссылка. Там, к слову, есть и статья Николелиса.

Ну так при таком интерфейсе управления зачем еще летчика на самолете держать? Вполне хватит оператора-то на земле...

Где-то читал кстати, что первой вымрет профессия летчика, а там и до шофёра недалеко. Зря, что ли, американцы каждый год проводят гонки автомобилей, управляемых компьютером?
> Ну так при таком интерфейсе управления зачем еще летчика на самолете держать? Вполне хватит оператора-то на земле...

А информацию между пунктом управления и самолётом будем гонять по какому каналу? Гамма-лучами, рентгеном, али пучками нейтрино? Так их поймать очень непросто, особенно на самолёте с его ограничениями размеров и массы. А то, что поймать несложно, так же несложно поглотить. А уж засрать помехами на физическом уровне можно любой канал, даже на сколь угодно проникающем излучении. Так что - увы, совсем без оператора на самолёте не получится. Примерно как и с дальними космическими аппаратами (дальше Луны, для медленных операций, и дальше примерно геостационарки для операций, требующих сколько-нибудь быстрой реакции) и неприемлемо долгим временем отклика.

> а там и до шофёра недалеко. Зря, что ли, американцы каждый год проводят гонки автомобилей, управляемых компьютером?

Есть мнение, что (если отвлечься от чисто фундаментально-ИИшной составляющей сих экзерциций или "спортивного интереса", а чисто, так сказать, с практических позиций) они занимаются фигнёй. Ибо для реального транспорта решение этой проблемы в части сложностей "руления" было придумано 300 лет назад, а примерно 180-190 лет назад доведено до устоявшейся формы Стефенсоном и иже с ними. А в части автоматического управления в оставшемся единственном измерении она успешно решается (с внедрением на практике, в отличие от) крайние 60 лет - из которых примерно 45 лет процесс тормозился лишь громоздкостью и весом счётно-решающей аппаратуры. Сейчас (и уже довольно давно) эта проблема практически снята, и поезда совершенно рутинно и массово управляются автомашинистами.
Так что для отмирания профессии крутильщика баранки (по крайней мере, в настолько массовом количестве, как сейчас) никаких мегапрорывов в области ИИ не требуется, а требуется "всего лишь" прорыв в области здравого смысла и избавления от инерции мышления у обывателей и у чиновников.
>А информацию между пунктом управления и самолётом будем гонять по какому каналу?
А зачем информацию гонять? Цель задали, и самолет летит. Не важно, из Кельна в Прагу пассажиров ему вести или в заданном месте бомбу сбросить...

>Так что для отмирания профессии крутильщика баранки (по крайней мере, в настолько массовом количестве, как сейчас) никаких мегапрорывов в области ИИ не требуется, а требуется "всего лишь" прорыв в области здравого смысла и избавления от инерции мышления у обывателей и у чиновников.

Не скажите... Тут масса тонкостей, датчики там, локаторы всякие... Это у поезда просто, особенно у вагона метро: никаких "думми" на пути не попадаются, и встречного движения нет. При нынешнем уровне развития техники как-то не вижу пока еще компьютер за рулем. Разве что в транспортных грузовиках фирмы "ошкош", с грузом врывчатки в кузовах, следующих в колонне один за другим вслед за бронетранспортером "джи-ай"
> А зачем информацию гонять? Цель задали, и самолет летит. Не важно, из Кельна в Прагу пассажиров ему вести или в заданном месте бомбу сбросить...

Ну как это неважно? Полоса аэродрома прибытия может быть занята каким-то объектом (впрочем, если на аэродроме есть достаточно хорошее наблюдение и диспетчерская служба - самолёту, управляемому автоматом, не проблема дать инструкцию уходить). А вот противник может, например, пока самолёт летит, уйти из того места, куда будет сброшена бомба. И, в отличие от аэродрома, он самолёту об этом ничего сообщать не будет. Или, наоборот, противник может пригнать на место бомбардировки толпу мирных жителей, для подставы. И т.д.

> Тут масса тонкостей, датчики там, локаторы всякие...
> При нынешнем уровне развития техники как-то не вижу пока еще компьютер за рулем.

Так вы опять не с того бока заходите, несмотря на подсказку. Надо не пытаться научить компьютер крутить руль, а избавиться от руля в принципе. Сами же пишете:

> Это у поезда просто, особенно у вагона метро: никаких "думми" на пути не попадаются, и встречного движения нет.

Так что рецепт прост: надо ездить по рельсовому пути. Нет, конечно, кто-то на пути может и вылезти, но это вопрос вполне решаемый, в т.ч. напольными датчиками по типу охраны периметра. Я совершенно не могу понять, зачем автомобильный транспорт на обжитых и сравнительно плотно заселённых территориях, без какого-то специфического географо-климатического экстрима, требующего именно автомобилей (но в этом случае - совсем не таких автомобилей, на которых ездят 99,9% пассажиров и грузов, а скорее чего-то попадающего в категорию вездеходов).