homuncul

Прорывные нейротехнологии -- у военных

Программа N3 агентства DARPA, объявленная в 2018 году, определенно заслуживает пристального внимания. Как со стороны ученых в области нейронаук, так и со стороны тех, кто хочет (или по должности обязан) знать, какие технологии и возможности будут доступны в горизонте 10-15 лет.

Программа звучит как «Нехирургическая нейротехнология следующего поколения». Цель -- разработка неинвазивных ИМК высокого разрешения, которые обеспечат быстрое, эффективное и интуитивное взаимодействие солдат с военными системами. Если предыдущие программы DARPA были направлены на создание интерфейсов для восстановления раненых, то N3 заточена на применение нейронных интерфейсов в бою.

Как заявляет DARPA, они работают над усилением партнерства людей с компьютерными системами, чтобы идти в ногу с ожидаемой скоростью и сложностью будущих военных миссий. Крайне важно, чтобы военнослужащие могли в режиме реального времени и интуитивно взаимодействовать с интеллектуальными полуавтономными и автономными агентами, что невозможно при использовании обычных интерфейсов.

Абзац выше -- это, по сути, цитата.

Технологически задача состоит в том, чтобы неинвазивно, без хирургических операций, связываться с нервной тканью через череп, сохраняя при этом высокое пространственное и временное разрешение; причем как для записи, так и для стимуляции активности клеток.

Т.е. это должен быть двунаправленный интерфейс, позволяющий считывать сигнал из мозга и отправлять его в мозг. Категорий сигналов -- от шести и более в каждом направлении. Размер устройства -- в пределах 125 куб. см. И главное, оно устойчиво к движениям. Интерфейсы, что сегодня используют в медицине или научных исследованиях, нужно долго калибровать, а затем человек почти неподвижно сидит перед монитором.

Программа включает два типа технологий: неинвазивную и “слегка” инвазивную. Последняя допускает доставку вирусов, молекул, наночастиц и т.п., которые вводятся в мозг инъекцией, таблеткой или в виде спрея. Они усиливают или преобразуют сигнал от клеток таким образом, чтобы его могло считать внешнее устройство. В этом случае требование -- прибор должен регистрировать активность на уровне отдельных нейронов.

В DARPA считают, во-первых, что понадобятся новые решения в области физики рассеяния и ослабления сигналов при их прохождении через кожу, череп и ткань мозга; во-вторых, предлагают искать новые признаки активности нейронов, напр., оптические, акустические, магнитные. Отдельно прописано, что текущие методы, требующие громоздкого оборудования, типа МЭГ или МРТ, не будут рассматриваться. Улучшения в съеме ЭЭГ -- не предлагать.

В целом звучит довольно лихо для ближайших лет, но раз такая программа сформулирована, то, вероятно, некоторые идеи и технологические заделы уже имеются. Это жутко интригует.
Если хотя бы бегло ознакомиться с планом N3, трудно отделаться от двух мыслей. Первая -- изречение Черчилля о том, что генералы всегда готовятся к прошлой войне, не актуально. Во всяком случае, в Пентагоне. Вторая мысль -- военная сфера по-прежнему остается ключевым драйвером научно-технического развития, и об этом стоит помнить всем тем, кто воспевает прогресс.

Данное впечатление усилится, если обратить внимание на еще одну программу DARPA, также заявленную в 2018 году: AI Next. Она посвящена разработке ИИ технологий «третьей волны», которая предполагает, что интеллектуальные системы приобретают знания через генеративные контекстуальные и объяснительные модели. В том числе такой ИИ сможет объяснять свои решения.

DARPA предвидит будущее, в котором машины -- это больше, чем просто инструменты, которые выполняют запрограммированные человеком правила или же обобщают из наборов данных, собранных человеком. Скорее, машины, созданные DARPA, будут функционировать больше как коллеги, чем как инструменты. С этой целью исследования и разработки DARPA в области человеко-машинного симбиоза ставят своей целью партнерство с машинами.

Абзац выше -- тоже цитата. Он в точности следует логике, которую изложил Ликлайдер в 1960-м году и о чем я писал подробнее в лонгриде не так давно.

Там я утверждаю, что в недалеком времени цивилизация будет строиться на широком использовании искусственного интеллекта и интерфейсов мозг-компьютер. В DARPA именно так и считают, оттого бросают серьезные ресурсы (AI Next стоит $ 2 млрд.) на то, чтобы в таком мире не потерять лидерство. Разработки идут в рамках военного бюджета, но очевидно, что будут и прочие применения, ибо доминирование обеспечивается не только военными средствами.

То, что две эти программы запускаются параллельно, не случайность. Это осмысленный шаг, поскольку эффективное взаимодействие человека и машин требует как более мощного и гибкого ИИ, так и более быстрых и естественных способов связи с ним.

Полвека назад в DARPA положили начало интернету. Похоже, все идет к тому, что рождение “нейронета” произойдет там же.

Первых получателей грантов по N3 обещают объявить в начале 2019-го.
Re: Сначала модель понимания.
Сложности безусловно ожидают. И те, что вы сказали, и другие, технические. В тех интервью, что я привел, ученые говорят, что они измеряют «эхо» событий. Они прекрасно осознают, что видят не сам процесс, но лишь его тень, не нужно их дополнительно убеждать. В то же время «эхо» отнюдь не безликое, оно имеет разные черты в зависимости от происходящего в психике.

Иначе невозможно было бы изучать мозг.

“Справедливо сказать, что разные области коры более или менее… специфичны какому-то условию, каким-то когнитивным процессам” -- это не мои слова, это утверждает человек, который всю научную жизнь анализирует сигналы из мозга человека. Он знает, о чем говорит.

Что же касается сбивания настройки, то это теоретический вывод. Практика интереснее. Парализованная пациентка Jan Scheuermann использует интерфейс уже несколько лет.

Изъян сегодняшних инвазивных интерфейсов в том, что снимается активность очень небольшой группы нейронов, а электроды со временем зарастают глиальной оболочкой. Т.е. и без того бедный сигнал становится еще беднее. Неинвазивных -- в низком разрешении, сильном размытии сигнала.

Эти проблемы решаемы.

Понятно, что в будущем BCI не позволит читать мысли человека во всей их полноте, передавать всю палитру внутренних образов и ощущений. Но от BCI такого мы и не ждем. Это инструмент, у которого свои возможности и свои ограничения. Ни того, ни другого мы еще не достигли.

Впереди много интересного.

Засим разговор прекращаю, он пошел по кругу. Я в самом начале давал ссылки на видео и статьи, не стоит их игнорировать: там нагляднее и подробнее, что важно, от лица самих исследователей BCI.