Управление различными устройствами с помощью интерфейса «мозг-компьютер» уже мало кого может удивить. Но при этом все предложенные методики либо требуют вживления в организм электродов, либо весьма ограничены по функциональности. Так каким должен быть интерфейс «мозг-компьютер»?
В первую очередь, неинвазивным (не требующим хирургического вмешательства), простым в использовании и с относительно высокой пропускной способностью. Возможно, вам не раз приходилось видеть в фантастических фильмах вроде «Матрицы» индивидов, оборудованных «портом» в черепе для связи с компьютером. В лабораторных условиях инвазивные интерфейсы демонстрируют впечатляющие результаты (например, обезьяна, управляющаяся с так же легко, как с собственной рукой – «Лабораторный киборг»). Но в реальном мире такой подход вряд ли когда-нибудь будет широко Большинство людей, которым мог бы пригодиться интерфейс компьютер», все же предпочли бы обойтись без вмешательства этой точки зрения весьма интересно исследование группы ученых во главе с Эдуардо Яньесом (Eduardo Iáñez) из Мигеля Эрнандеса, разработавших неинвазивный асинхронный мозговой интерфейс.
Что значит «асинхронный» в контексте? Дело в том, что попытки наладить неинвазивную связь мозгом и компьютером опираются на чтение электроэнцефалограмм с помощью «шапочки» с электродами (О том, как это работает, мы в статье «Сила мысли»). такой канал передачи данных имеет очень низкую пропускную способность. На практике это означает, что в большинстве случаев оператор должен давать компьютеру мысленные команды в строго определенный промежуток времени. Представьте себе медленно тикающий метроном, указывающий вам, что вообразить желаемое движение манипулятора нужно… сейчас… сейчас-сейчас… СЕЙЧАС!
Не слишком удобно, так ли? Подход Яньеса и его коллег позволяет обойти эту проблему. Их система выделяет различные типы мозговой деятельности, связанной с моторным воображением на основе анализа данных ЭЭГ (вейвлет-преобразований). Комбинация из четырех различных ЛДА-моделей, применяемых одновременно, позволяет повысить точность интерпретации и добиться асинхронности. Компьютер сам находит границы мысленных команд, и оператору не нужно «успевать» со своими инструкциями к началу заданного интервала.
Чтобы «понять», чего именно хочет пользователь, компьютеру требуется около половины секунды. Оператор управляет манипулятором, просто представляя себе желаемое действие – например, перемещение собственной руки в ту сторону, куда необходимо сместить манипулятор.
На этом видео показана реализация двумерной траектории (моделирование в MatLab и перемещение реального манипулятора):
А вот кадры, показывающие пространственное перемещение манипулятора, управляемого «силой мысли»:
Движения манипулятора на видео – запрограммированные, то есть оператор командует, что необходимо сделать, а как именно – определено заложенными в робота алгоритмами. Создание управляемой мысленно системы, которая позволит человеку совершать с помощью «механической руки» полностью контролируемые действия в трехмерном пространстве – пока еще дело будущего. А вот эффектные интерфейсы распознавания жестов не только существуют, но и становятся все проще и проще день ото дня.
|