ממשקי מוח-מכונה: מה הם וכיצד הם פועלים?

תארו לעצמכם אם הייתם יכולים לשלוט ברובוט או לשחק במשחק וידאו בעזרת המוח שלכם בלבד. זה נשמע כמו מדע בדיוני, אבל בדיוק לשם כך כבר משתמשים בממשקי מוח-מכונה (BMI). עם יישומים מבידור לרפואה, ה- BMI אמורים לשנות את עולם הטכנולוגיה כפי שאנו מכירים אותו. אבל מה הם בדיוק? ואיך הם עובדים?

מאמר זה יעסוק בכל מה שקשור לממשקי מוח-מכונה, כולל דוגמאות עדכניות, כיצד הם פועלים ולמה ניתן להשתמש ב- BMI בעתיד.

מהו ממשק מוח-מכונה?

ממשקי מוח-מכונה (BMI), המכונים גם ממשקי מוח-מחשב, הם מכשירים הגשרים על המוח שלך והתקן חיצוני. הם יכולים לקרוא את פעילות המוח האנושית ולהעביר מידע זה ישירות למערכת מחשב. לדוגמה, BMI יכול לסייע למטופל לשלוט בפרוטזה רובוטית. לחלופין, זה יכול לאפשר למשתמש להקליד במעבד תמלילים באמצעות מחשבותיו בלבד.

BMI יכול להיות פולשני או לא פולשני. BMI פולשני דורש ניתוח ובדרך כלל כרוך בהצבת אלקטרודות ישירות מתחת לקרקפת כדי לתקשר אותות מוחיים בצורה מדויקת יותר. מצד שני, BMI לא פולשני מונח מעל הראש ללא ניתוח וקורא את הפעילות החשמלית של המוח שלך. החיסרון הוא שחלק ניכר מהפעילות הזו מושחתת מהגולגולת, ולכן BMI לא פולשני הוא לרוב פחות חזק.

כיצד פועלים ממשקי מוח-מכונה?

כאשר אנו חושבים, המוח שלנו מייצר אותות חשמליים הנשלחים דרך תאי המוח (המכונים נוירונים). ניתן לאסוף ולפרש את האותות החשמליים על ידי מכשירים רפואיים, ולמעשה, הדבר נעשה במשך עשרות שנים לאבחון מצבי מוח.

שתי השיטות לעשות זאת נקראות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) ואלקטרומיוגרפיה (EMG). EEG מפרש אותות חשמליים מהמוח, ואילו EMG מפרש אותות אלה משרירים.

לאבחון מצבי המוח, קריאות EEG ו- EMG מושוות לפעילות מוחית "רגילה", כאשר מצבי מחלה מייצרים דפוסים מסוימים בפעילות החשמלית של המוח. אולם כעת אנו יכולים להגיע רחוק יותר.

ההתקדמות האחרונה אומרת שאנו יכולים לאסוף מידע נוסף מפעילות המוח, כולל מצבים רגשיים, אילו תנועות או פעולות אתה עומד לבצע ואפילו מחשבות מסוימות.

אלגוריתמים של למידת מכונה יכולים לקבוע כיצד מצבים מסוימים אלה "נראים" (מבחינת הפעילות החשמלית שלהם). אלגוריתמים אלה מקבלים נתוני EEG ו- EMG מניסויים מבוקרים ומתגלים דפוסים בפעילות המוח. פעילות המוח מנוטרת ומנותחת לאחר מכן בזמן אמת כדי לקבוע מצבים או פעולות נפשיות ספציפיות (כגון "זז שמאלה").

דוגמאות עדכניות ל- BMI

ישנן מספר דוגמאות עדכניות ל- BMI, שרבות מהן שונות זו מזו בגדול. מכיוון שיש פוטנציאל עצום כל כך למה שאפשר עם BMI, רבים מתוכננים במקביל בתחומים שונים לגמרי. חלק מה- BMI משמשים בעיקר למטרות רפואיות, על מנת לאפשר לנכים ללכת שוב או לשלוט במכשירים ללא שימוש בידיים. אחרים מיועדים לפעילות משחקים ופנאי.

שתלים שבלוליים

שתלים שבלוליים הם לא מה שאנשים רבים יחשבו כאשר מוזכרים BMI, אך הם למעשה אחת הטכנולוגיות הראשונות שקשרו את מוחו של משתמש למכונה. הם פועלים על ידי מתן תחושת הצליל בחזרה לאנשים חירשים או כמעט חירשים. השתל מונח בניתוח מתחת לעור המשתמש, משתמש במיקרופון כדי לקלוט צלילים מסביב, ואז מגביר ומעביר את הקול באמצעות דחפים חשמליים למוח של המשתמש.

מוּזָה

מוּזָה הוא "סרט חושי ראש" שיכול לזהות מצבים רגשיים אצל הלובש. לחברת ההפעלה יש תוכניות המתמקדות ברווחת העובדים. העובד עונד את הסרט ויכול לנהל את רמות המתח והפריון שלו על סמך משוב מהסרט.

בקרת מזל"ט

כל הדרך חזרה בשנת 2015, חוקרים מאוניברסיטת פלורידה פיתחו סרט BMI שיכול לאפשר למשתמש לשלוט במזל"ט כיוון תוך שימוש במוחו בלבד.

עצבני

בשנת 2017, עצבני הוציא משחק הוכחת קונספט שהיה חדר בריחה בשליטת BMI. שחקנים הרכיבו אוזניות VR ונמלטו מהחדר רק מתוך מחשבותיהם. Neurable מתכננת לפתח מוצרים המאפשרים לך לשלוט בסמארטפון שלך (למשל דילוג או השהיית שירים) באמצעות המוח שלך.

החברה המפורסמת של אילון מאסק Neuralink היא דוגמה ל- BMI פולשני. באמצעות "חוטים" שהושתלו בניתוח, מטרת Neuralink לחבר את המוח למחשב באמצעי רוחב פס גבוה במיוחד. המטרה הסופית של Neuralink היא לסייע לבני אדם לחרוג ממערכות הבינה המלאכותית המסורתיות. Neuralink כבר נבדק (מפורסם) בחולה קוף, והקוף הצליח לשחק פונג אך ורק על ידי חשיבה.

דוגמאות אחרות ל- BMI המפותחות כיום כוללות את Kernel, NextMind, Neurosity ו- Nectome.

למה ישמשו BMI בעתיד?

יישום אחד של BMI הוא לספק משוב למשתמש על מצביו הנפשיים. לדוגמה, BMI יכול לזהות רמות גבוהות של נמנום או חוסר תשומת לב ולספק אזהרות בסביבות בסיכון גבוה, כגון נהיגה או שימוש במכונות מסוכנות. BMI יכול לשמש גם לוויסות רגשות או אפילו להפחתת כאב, שיש לו מספר שימושים אפשריים לצבא.

גם ל- BMI יש עשרות יישומים פוטנציאליים ברפואה. לדוגמה, הם יכולים לשמש לקטועי גפיים כדי לשלוט בתותבות מתקדמות או לטפל במצבים נוירולוגיים כמו אלצהיימר או מחלת פרקינסון.

במרחב הצרכני ניתן להשתמש ב- BMI לדברים רבים. משתמשים יכולים לשלוט על בתיהם החכמים במוחם, להדליק ולכבות אורות, להחליף ערוצים או אפילו לייצר רשימות השמעה אוטומטיות על סמך מצב הרוח שלהם. אין ספק, יהיה מקום עצום ל- BMI במציאות מדומה ומשחקים אחרים שבהם שימוש בבקרים הוא אחד החסמים האחרונים לטבילה מלאה.

BMI: שליטה נפשית

ממשקי מחשב-מוח יהיו ללא ספק בעתיד, פחות או יותר בדיוק כפי שהם מתוארים בסרטי מדע בדיוני. למעשה, רבים כבר זמינים מסחרית בעלי יכולות המסוגלות להרחיב את מוח האדם. יום אחד כבר לא תצטרך ללחוץ על כפתורים או להקליד פקודות. תוכל להיכנס לבית שלך, להדליק ולכבות אורות ולשחק משחקים במציאות מדומה מבלי להשתמש בידיים שלך כלל.

כאשר הטכנולוגיה פוגשת את הביולוגיה: 6 טכנולוגיות רפואיות המעצבות את עתיד הבריאות

תתפלאו מכמה מהטכנולוגיות המצילות חיים שעומדות לפגוע במתקני הבריאות המקומיים שלכם.

קרא הבא

על הסופר