Экзоскелеты и новые интерфейсы: ученые учат компьютер читать мысли
XX Международная научно-техническая конференция "Нейроинформатика-2018", организованная при участии Национального исследовательского ядерного института "МИФИ" (НИЯУ МИФИ), собрала в Москве крупнейших специалистов в области искусственных нейронных сетей, нейробиологии и системной биофизики. Живой интерес участников конференции вызвал доклад научного руководителя Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ Михаила Лебедева о новейших разработках в области создания интерфейса "мозг - компьютер". Ученый рассказал корреспонденту проекта "Социальный навигатор" МИА "Россия сегодня" о значении исследований в этой сфере.
- Михаил Альбертович, что такое интерфейс "мозг - компьютер" и для чего он нужен?
- Это устройство, которое считывает сигналы мозга, как бы читает мысли, и потом отправляет эти сигналы каким-то внешним устройствам.
Первая задача интерфейса "мозг - компьютер" - это восстановление моторных функций у парализованных пациентов.
При спинномозговой травме у человека нередко прерывается связь между мозгом и руками и, чаще, ногами. Но мозг остается совершенно нормальным, и он содержит все области, которые могут воспроизводить движение. Поэтому записывая все сигналы мозга, декодируя их и направляя к протезам или стимулируя мышцы самого человека, мы можем восстановить движение.
Пациенты с латеральным амиотрофическим склерозом полностью парализованы, и они никак не могут общаться с внешним миром, хотя сознание у них работает прекрасно. Им нужны средства коммуникации, поэтому мы считываем сигналы их мозга и подключаем их к компьютеру. Благодаря этому пациенты могут посылать сигналы вовне и общаться с другими людьми.
- Дают ли новые интерфейсы другие возможности пациентам?
- Да, они помогают устранить различные сенсорные нарушения. К примеру, парализованный человек перестает чувствовать парализованные части тела, вместо этого приходит фантомная боль. Стимулируя мозг, мы, с одной стороны, можем искусственно вызывать потерянное ощущение, а с другой стороны, убирать фантомную боль, которая также связана с нарушениями функций организма.
Если двигаться дальше, то можно представить, что в какой-то момент эти интерфейсы помогут улучшить функцию мозга даже у здоровых людей.
Уже существуют фирмы, которые говорят: "Мы вас подсоединим к видеоигре", - и так далее. Конечно, это жульничество, поскольку они не записывают настоящие сигналы мозга, а записывают какие-то другие сигналы, связанные с движением тела или с миографической активностью мышц лица.
Но это то, к чему можно стремиться. Пока такое "улучшение мозга" не нужно здоровому человеку, но я вполне могу представить себе ситуацию в будущем, когда будет модно иметь имплант, подсоединять его к гаджетам и как-то использовать.
- Вам не кажется это пугающим?
- Да, в этом есть некоторая опасность, и сейчас философы и специалисты по этике думают над этими вопросами. Но пока разработка и внедрение таких имплантов - это отдаленная перспектива, даже не завтрашний, а послезавтрашний день.
- Могут ли исследования интерфейса "мозг - компьютер" дать импульс для развития робототехники?
- Выдающийся физик Ричард Фейнман любил говорить: "Я начну понимать что-то, только когда я смогу это сделать".
Описать принцип работы интерфейса несложно - подключаем к мозгу, восстанавливаем моторные функции и так далее. Все ясно и понятно. Но реализовать это на практике - совсем другое дело.
Возникают совершенно новые задачи для робототехников. Скажем, как создать экзоскелет для парализованного пациента.
В настоящее время полностью парализованного больного пока нельзя поместить в экзоскелет. Робототехника еще к этому не готова - человек слишком тяжелый, и балансировать его вес в вертикальном положении очень сложно.
Но уже есть экзоскелеты для пациентов с парализованными ногами, они пользуются при ходьбе костылями и прекрасно реабилитируются. При ходьбе такого пациента внешне почти не отличить от здорового человека. И мы видим, как при решении этой задачи разные научные дисциплины сходятся воедино, дают друг другу импульс для развития, полезного и взаимовыгодного обмена.
