Tölvum stjórnað með huganum?
Sú tækni að stjórna tölvu með heilabylgjum kallast á ensku Brain-Computer Interface (BCI) og virkar með rafgreiningartöflu(electroencephalogram) sem nemur heilavirkni. BCI er skilgreint sem tölvutækni sem getur haft samskipti við taugar með því að afkóða og þýða upplýsingar frá hugsunum.
Hefðbundin samskipti manns og tölvu eru þannig að maður notar hendurnar til að hafa áhrif á og stjórna tölvunum. Síðast liðin ár hafa orðið mikil þróun í stjórnun á tölvum, ekki einungis með höndum og máli heldur einnig með heilabylgjum. Þetta virkar þannig að skynjarar eru settir á höfuðið sem mæla spennusveiflur í heilanum sem endurspeglast í heilabylgjum og eru síðan þýddar yfir í skipanir fyrir tölvurnar/vélarnar. Nokkrar mismunandi útfærslur eru til í þessari tækni, t.d. er notast við fólk sem hefur rafskaut í heilanum (t.d. vegna flogaveiki) eða komið fyrir tölvukubb í eða á heilanum til að fá skýrari boð því skynjararnir eru ekki orðnir nógu næmir til að nema einstaka stafi vegna þess að höfuðkúpan gerir boðin óskýr.
Margir tæknirisar eru að þróa þessa tækni eins og Microsoft, Elon Musk og Facebook. Mark Zuckerberg stofnandi Facebook segir þá ætla fara út fyrir ,,augmented reality“, það felur í sér vinnu í kringum viðmót sem tengist heilanum beint og mun einn gera mögulegt að eiga samskipti einungis með hugsunum. Þessi tækni er langt frá því að vera tilbúin. Hann segist þó vera að þróa ljósskynjara sem mun gera fólki kleift að skrifa 100 orð á mínútu eingöngu með huganum. Þetta markmið er endilega eins fjarri og við höldum.
Vísindamenn í Stanford háskólanum sem vinna að tækni sem heitir BrainGate. Þeir hafa verið að þróa þetta í nokkurn tíma og maður að sem lamaðist fyrir neðan háls í slysi fyrir tíu árum síðan er sjálfboðaliði í þessa tilraun. Komið er fyrir skynjurum í hausnum á honum og síðan eru notaðir algorithmar til að skilja hvað heilinn er að gera. Stýriskerfið getur lesið merki á millisekúndu tímaskala og svarað notandanum mjög skilvirkt. En með þessari tækni er nú þegar hægt að skrifa að meðaltali níu og hálft orð á mínútu. Á skjánum fyrir framan einstaklinginn er lyklaborð og hann hefur músarbendil sem er stjórnað með hugsunum. Sja´lfboðaliðinn segist ímynda sér að önnur höndin á sér hvíli á bolta ofan á borði og hann reyni að rúlla honum í eina átt: vinstri, hægri, frá sér og að sér.
Framfarir í þessum vísindum gætu verið eins mesta tæknibyltingin í marga áratugi. Framlag tækninnar er á mörgum sviðum, sem dæmi í læknisfræðilegu er það allt frá forvörnum til endurhæfingar á taugafrumum vegna alvarlegra meiðsla eins og heilablóðfalls. Það hafa ýmsar aðferðir fyrirendurhæfingar byggaðar á BCI verið kynntar. Ein þeirra byggist á því að lesa og afrita heilabylgjur frá heilbrigðu fólki og hjálpar fórnarlömbum heilablóðfalls að breyta hugsunarhegðun sinni til að líkjast þeim heilabylgjum og þjálfar þannig heilbrigð svæði heilans til að taka við. Einnig er slík tækni ómetanleg á sviðum eins og menntun, iðnaði, auglýsingum og afþreyingu sem og tölvuleikjum. Það myndi skapa gagnkvæman skilning á milli notenda og nærliggjandi kerfa. Þrátt fyrir að vera mjög efnilegt þarf BCI tæknin að sigrast á ýmsum tæknilegur erfiðleikum og áskorunum sem felast í því að fá notendur til að samþykkja og takast á við nýja og svo framandi tækni.
Brainternet
Eitt efnilegt og spennandi verkefni í BCI tækninni er kallað Brainternet. Það les og breytir heila notendans í nóðu fyrir the internet of things(IoT). Þetta leyfir tengdum heila að tengjast internetinu í gegnum heyrnatól með rafskautum sem greinir virkni og sendir síðan til lítils mótakara sem kallast Raspberry Pi. Mótakarinn breytir heilavirkni í merki sem eru hlaðin upp á almenningssvæði á internetinu. Þegar notandi er tengdur, getur hann átt samskipti við aðra tengda notendur í gegnum heilabylgjur sem mótakaranum skynjar.
BrainAbleBrain
Able er frumgerð af BCI sem er verið að þróa til að aðstoða fólk með mikla fötlun eða slæmt heilkenni. Við prófun á frumgerðinni með einstaklingum sem með hamlanir hefur náðst árangur þar sem fólk hefur náð að eiga samskipti í gegnum stafrófsforrit, framkvæmt binary aðgerðir eins og að kveikja og slökkva ljós og á sjónvarpi ásamt því að skipta um rás og breyta hljóðstyrk. Þáttakendur hafa getað stýrt vélmenni, stjórnað myndavél og farið inn í sýndarveruleika sem gerir þeim mögulegt að hitta og tala við annað fólk í gegnum BrainAble (Carter, 2018).
Annar mjög efnilegur möguleiki BCI tækninnar er forrit sem að myndi keyra sjálfkrafa vikulega eða jafnvel daglega heilsuskoðun á okkur án þess að við tækjum eftir því. Allir gætu þá verið með skynjara sem að sendir persónuleg gögn um heilsufar þitt í rafrænar sjúkraskrár. Þetta gæti verið gríðarleg framför í þróun heilsufarslegra forvarna. Gögn sem streyma frá BCI tækjunum í örugg gagnasöfn af heilsugögnum sem eru nógu stór til að leyfa vísindamönnum að kanna mynstur heila og vitsmunalegrar vellíðunar.
Höfundur: Baldvin Hólm Júlíusson, nemandi við Háskólann í Reykjavík
Heimildir:
Abdulkader, S.N., Atia, A. og Mostafa, M.M. (2015). Brain computer interfacing: Applications and challenges. Egyptian Informatics Journal, 2, 213-230. Sótt 14. september 2018 af: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110866515000237#b0250
Bloomberg Businessweek.(2017, 7. september). Brain-Computer Interfaces Are Already Here. Sótt 17. september 2018 af: https://www.bloomberg.com/news/features/2017-09-07/brain-computer-interfaces-are-already-here
Carter, Jamie. (2012, 2. október). The future of brain-computer interfaces revealed. Sótt 18. september 2018 af: https://www.techradar.com/news/computing/the-future-of-brain-computer-interfaces-revealed-1101287
NewsHour, P., & NewsHour, P. (2017, 15. mars). Typing sentences by simply thinking is possible with new technology. Sótt 16. september 2018 af: https://www.pbs.org/newshour/show/typing-sentences-simply-thinking-possible-new-technology
Ramos, D.G. (2018, 22. janúar). The Future of Brain Computer Interface Technology. Sótt. 18. september af: http://in-training.org/future-brain-computer-interface-technology-15655
Shih, J. J., Krusienski, D. J., & Wolpaw, J. R. (2012). Brain-Computer Interfaces in Medicine. Mayo Clinic Proceedings, 87, 3, 268–279. Sótt 13. september af: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3497935/
Blaðið Tölvumál
Skil á efni
Leita í vefútgáfu Tölvumála
Um Tölvumál
Tölvumál - tímarit Skýrslutæknifélags Íslands er óháð tímarit um tölvutækni og hefur verið gefið út frá árinu 1976.
Vefútgáfa Tölvumála birtir vikulega nýja grein á vef Ský og árlega er gefið út veglegt prentað tímarit undir nafninu "Tölvumál" þar sem fjallað er um tölvutækni frá ýmsum sjónarhornum og er þema blaðsins jafnan valið snemma árs og útgáfa að hausti.
Ritnefnd Ský sér um að afla efni í Tölvumál og geta allir sem áhuga hafa sent inn efni.