یک سنسور قابل کاشت “گرد و غبار عصبی” که توسط محققان دانشگاه UC Berkeley ساخته شده است.تصویر از UC Berkeley / CC BY 3.0
27 آگوست 2020
انسان ها ممکن است ماشین هایشان را با ذهن خود کنترل کنند ، که چیزی شبیه یک فیلم علمی تخیلی به نظر می رسد ، اما این موضوع از طریق رابط های مغز و رایانه به واقعیت تبدیل می شود. با درک این فناوری در حال ظهور ، اکنون می توان اطمینان حاصل نمود که روشهای های موثری برای اینکه فناوری BCI به بخشی از زندگی روزمره تبدیل شود ، در خال شکل گیری است.
هم اکنون فناوری رابط مغز و رایانه در حال توسعه است ومحققان RAND شروع به کشف خطرات و فرصت های احتمالی آن می کنند.
سه هواپیمای بدون سرنشین بلند شده و فضا را با صدای خود پر می کنند. آنها به آرامی به عنوان ناوگانی از هواپیماهای مسطح به سمت بالا حرکت کرده و بعد از آن به سطوح بالاتر می روند.
و اما روی زمین ، خلبانی دستگاه کنترل از راه دور را در دست ندارد. در واقع ، هیچ چیزی وجود ندارد که آن را نگه دارد. خلبان فقط در آنجا با آرامش نشسته است و هواپیماهای بدون سرنشین را با ذهن خود کنترل می کند.
این یک داستان علمی نیست. این یک ویدیو است که در YouTube در سال 2016 منتشر شده است.
دراین کلیپ ، کاندیدای دکتری مهندسی مکانیک از دانشگاه ایالتی آریزونا (ASU) قطعه ای عجیب و غریب با کلاهی که کمی شبیه به کلاه شنا است ، اما با نزدیک به 130 سنسور رنگی که امواج مغزی وی را تشخیص می دهند دیده می شود. این دستگاه ها به او اجازه می دهند تا هواپیماهای بدون سرنشین را فقط با اندیشیدن دستورات جهت دار به بالا ، پایین ، چپ ، راست حرکت دهد.
امروزه ، این نوع فناوری رابط مغز و کامپیوتر (BCI) هنوز در آزمایشگاه هایی مانند آنچه که در ASU در سال 2016 تولید شد در حال تولید است اما با تغییرات بسیار ، که از آن زمان به دانشگاه ها منتقل شده است. در آینده ، انواع فناوری BCI می توانند به مصرف کنندگان فروخته شده یا در میدان نبرد مورد استفاده واقع شوند.
ناوگان هواپیماهای بدون سرنشین کنترل شده توسط ذهن فقط یکی از نمونه های واقعی BCI است که در ارزیابی اولیه توسط محققان شرکت RAND مورد بررسی واقع شده است. آنها تحولات فعلی و آینده در دنیای BCI را مورد بررسی قرار دادند و کاربردهای عملی و خطرات احتمالی فناوریهای مختلف را ارزیابی کردند. مطالعه آنها بخشی از پروژه RAND’s Security 2040 است که به بررسی موضوع پرداخته که فناوری ها و روندهای جدیدی را شکل می دهد که آینده امنیت جهانی را شکل می دهد.
“آنيكا بنينديك ، دانشمند سياسي در RAND و نويسنده گزارش گفت:” اين فيلم از پهپادها واقعاً مرا تحت تأثير قرار داد. “
به نظر می رسد برخی از این فناوری ها داستان های علمی تخیلی هستند. اما جالب بود که ببینیم در واقع در آزمایشگاه چه چیزی به دست آمده است ، و سپس به روش ساختار یافته در مورد چگونگی استفاده از آن در خارج از آزمایشگاه فکر کنیم. “
به همین دلیل است که دستیابی به موفقیت BCI در آینده ای نه چندان دور می تواند واقعاً چشمگیر باشد.
اگر دستاوردهای امروز در فن آوری رابط مغز و کامپیوتر در حال حاضر غیرقابل باور به نظر می رسد ، پس دلیل بر این است که پیشرفت های BCI در آینده نه چندان دور می تواند واقعاً مهم باشد. و این بدان معنی است که ما باید اکنون در مورد آنها فکر کنیم.
چگونه کار می کند؟
فناوری BCI به مغز انسان و یک دستگاه خارجی اجازه می دهد تا با یکدیگر با تبادل سیگنال صحبت کنند و این امکان را به انسان می دهد که بدون محدودیت های جسمی بدنی ، کنترل مستقیم ماشین ها را انجام دهند.
ارزیابی اولیه رابط های مغز و رایانه:
بیندیجک و همکارانش ابزارهای موجود و بالقوه BCI را که از نظر صحت و تهاجمی متفاوت است ، تجزیه و تحلیل کردند ، دو ویژگی که از نزدیک با هم ارتباط دارند. هرچه نزدیکی الکترود به مغز بیشتر باشد ، این سیگنال قوی تر است و مانند یک برج تلفن همراه مغزعمل می کند.
ابزارهای غیرتهاجمی معمولاً از سنسورهایی استفاده می کنند که روی سر یا در نزدیکی سر قرار دارند و فعالیت مغز را ردیابی و ثبت می کنند ، دقیقاً مانند کلاه شنایی که دانشجو ASU از آن استفاده کرده است. این ابزارها می توانند به راحتی قرار داده و برداشته شوند ، اما ممکن است سیگنال های آنها شفاف نبوده و نادرست باشد.
کاشت نوع تهاجمی BCI نیاز به جراحی دارد. دستگاه های الکترونیکی برای هدف قرار دادن مجموعه های خاصی از سلول های عصبی ، باید در زیر جمجمه ، مستقیماً در مغز ، کاشته شوند. ایمپلنت های BCI که در حال توسعه هستند اندک هستند و می توانند به یکباره درگیر یک میلیون نورون شوند. به عنوان مثال ، یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، حسگرهای قابل کاشت ایجاد کرده اند که تقریباً به اندازه یک دانه شن هستند. آنها این حسگرها را “غبار عصبی” می نامند.سنسور جدید “گرد و غبار عصبی” می تواند در بدن کاشته شود.روش های تهاجمی احتمالاً منجر به سیگنال بسیار واضح تر و دقیق تری بین مغز و دستگاه خواهد شد. اما مانند هر عمل جراحی ، مراحل لازم برای کاشت آنها با خطرات سلامتی همراه است.
دنیایی از امکانات
BCI با ایجاد توانایی ارتباط مستقیم انسان با ماشین ها ، توانایی تأثیرگذاری بر همه جنبه های زندگی را دارد. اما تیموتی مارلر ، مهندس ارشد تحقیق در RAND و همكار گزارش ، می گوید كه شروع به مطالعه با یك فن آوری در حال ظهور مانند BCI از طریق دیدگاههای نظامی شروع به كار می كند. چرا؟ زیرا جنگ یکی از پرکاربرد ترین و پیچیده ترین سناریوهای قابل تصور است.
وی افزود: “اگر بتوانم از آن در جنگ استفاده كنم ، احتمالاً می توانم از آن در هنگام بلایای طبیعی مانند سونامی یا زمین لرزه نیز استفاده كنم. و صادقانه بگویم ، من می توانم از آن برای نجات جانهای بیشتر استفاده کنم.
اکثر فناوری های BCI هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند و به طور فعال توسط آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاع (DARPA) ، آزمایشگاه تحقیقات ارتش ، آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی و سایر سازمان ها در حال تحقیق و تأمین بودجه هستند. با استفاده از ابزارهای BCI ، ارتش آمریكا می تواند به طور بالقوه قدرت جسمی و شناختی پرسنل خود را ارتقا بخشد.
BCI همچنین می تواند مزایای عمده پزشکی در جهان نظامی و غیرنظامی را فراهم کند. به عنوان مثال ،با قطع عضو می توانند اندامهای پیشرفته پروتز آنرا کنترل کنند. و الکترودهای کاشته شده می توانند حافظه را برای افرادی که مبتلا به بیماری آلزایمر ، سکته مغزی یا آسیب دیدگی سر هستند ، بهبود بخشد. بیندیجک با یادآوری اینکه یک همسایه جوانش در حال حاضر با استفاده از جوی استیک تحرکات خود را کنترل می کند ، امیدوار است که این فناوری روزی توانایی این دختر برای راه رفتن جهان را متحول کند.
تیم RAND براساس تجزیه و تحلیل خود از توسعه فعلی BCI و انواع وظایفی که واحدهای نظامی تاکتیکی آینده با آن روبرو هستند ، جعبه ابزاری را ایجاد کرد که نحوه مفید بودن BCI در سالهای آینده را فهرست بندی می کند. برخی از عملکردهای BCI ممکن است در مدت زمان نسبتاً کوتاهی (طی چند دهه یا بیشتر) در دسترس باشند. اما دیگران ، به ویژه اطلاعاتی که داده های پیچیده تری را منتقل می کنند ، برای بلوغ به دوره بسیار طولانی تر نیاز دارند. سپس تیم ، این جعبه ابزار را با جمع آوری دانشمندان علوم اعصاب و افرادی با تجربه جنگ افزار عملیاتی ، برای انجام یک بازی امنیت ملی آزمایش کردند.
تحقیق در مورد فناوری فردا امروز
مانند هر فناوری نوظهور ، BCI خطرات و مجهولات زیادی را نیز به همراه دارد. قبل از بلوغ BCI ، برای برنامه نویسان مهم است که از قبل برنامه ریزی کنند و مسائل اخلاقی و سیاسی پیرامون سناریوهای پیچیده و بالقوه ترسناک را در نظر بگیرند.
به عنوان مثال ، از فناوری پیشرفته BCI می توان برای کاهش درد یا حتی تنظیم احساسات استفاده کرد. چه اتفاقی می افتد که پرسنل نظامی با احساس ترس کمتر به نبرد اعزام شوند؟ و هنگامی که به خانه بر می گردند ، عوارض روانی خود را بدون داشتن صفات “فوق بشری” تجربه کنند؟ اکنون ممکن است زمان مناسب برای تفکر در مورد این سناریوها و اطمینان از وجود حفاظ ها زود باشد.
همانطور که توسعه دهندگان BCI آماده می شوند ، باید فرصت ها را در برابر خطرات با دقت ارزیابی کنند.
مارلر گفت: “ممکن است یک واکنش خاص در مقابل فناوری در حال ظهور وجود داشته باشد . این فناوری کسب و کار ها را از بین می برد یا نظامی می شود .اما BCI تفاوتی با اتومبیل ندارد. می تواند خطرناک باشد ، و می تواند بسیار مفید باشد.
“آرزو می کنم 20 سال پیش این بحث های سیاسی راجع به هوش مصنوعی و روباتیک می داشتیم زیرا از بسیاری جهات ، اکنون افرادی نسبت به آن واکنش پذیر هستند. مردم از آنچه نمی فهمند می ترسند. همه ما باید BCI را درک کنیم ، بنابراین می توانیم اطمینان حاصل کنیم که با آن راحت نیستیم. “
همانطور که توسعه دهندگان BCI آماده می شوند ، باید فرصت ها را در برابر خطرات با دقت ارزیابی کنند.
