» » Нейрокомпьютерная пишущая машинка

Нейрокомпьютерная пишущая машинка

мозг парализованных людей снабдили нейрокомпьютерной пишущей машинкой.

Парализованный человек, который не может двигать руками и которому к тому же трудно говорить, всё же способен написать, что он хочет – в этом ему могут помочь специальные устройства, которые подчиняются голосовым командам или движениям глаз. Принцип действия таких устройств понятен: они либо прислушиваются к звукам, которые человек всё же как-то произносит, либо отслеживают, на какую букву он посмотрел, и печатают именно эту букву. Но скорость печати будет в среднем лишь 47,5 символов в минуту – намного меньше средней скорости в 115 символов в минуту, с которой печатает обычный здоровый человек. Кроме того, есть парализованные, которые не могут двигать глазами и вообще внятно произносить хоть какие-то звуки.

Нейрокомпьютерная пишущая машинка
(Иллюстрация: vectorfusionart / Depositphotos)
Нейрокомпьютерная пишущая машинка
Желая написать ту или иную букву, человек представляет, как он двигает рукой. На буквы это не очень похоже, но целая серия машинных алгоритмов помогает определить в этих линиях буквы и знаки препинания. (Иллюстрация: Frank Willett / Stanford University) ‹ › Открыть в полном размере

С другой стороны, существуют так называемые нейрокомпьютерные интерфейсы. Это довольно сложны аппараты, работающие со сложными алгоритмами: электроды, вживлённые в мозг, считывают активность определённой группы нейронов, после чего нейронная информация переводится на машинный язык, и машина выполняет то действие, о котором человек подумал. Можно сказать, нейрокомпьютерные интерфейсы читают мысли: к примеру, если у человека вместо руки – протез, и он хочет им пошевелить, то машина считает это желание из нейронов и заставит протез пошевелиться.

То же самое можно было бы устроить и для печати текста. Но дело в том, что букв в алфавите много. Научить аппарат различать, когда мозг подумал про буква «а», а когда про букву «к», пока что нет никакой возможности. Приходится идти обходным путём: человек смотрит на алфавит и думает о том, что курсор на экране нужно передвинуть с одной буквы на другую, а нейрокомпьютерный интерфейс считывает мысли и превращает их в набранные буквы. До последнего времени это была самая совершенная «нейрокомпьютерная клавиатура», но её скорость была всего лишь 40 символов в минуту.

Устройство, которое описывают в Nature сотрудники Стэнфордского университета, решает проблему набора текста без помощи рук, но решает особым образом. Здесь нейрокомпьютерный интерфейс считывает из мозга письменные движения – человек представляет, как он пишет ту или иную букву или знак препинания, а машина интерпретирует письмо по активности нейронов. Но мы двигаем рукой не только для того, чтобы что-то написать. Для расшифровки нейронной активности исследователи использовали алгоритм, который раньше применялся для анализа речевых сигналов. Благодаря речевому алгоритму нейрокомпьютерная машина понимала, когда человек собирается произнести букву, и начинала декодировать двигательные импульсы как письменные. Человек писал в уме – машина печатала на экране.

Серии нейронных импульсов для каждой буквы были более-менее постоянные. Кроме того, исследователи использовали методы обучения машинных алгоритмов, чтобы машина могла более-менее точно воспроизводить раз за разом одну и ту же букву, когда бы человек о ней ни подумал. Вдобавок нейрокомпьютерный интерфейс снабдили предсказательной функцией, чтобы он мог заранее угадать по контексту, что человек хочет написать-напечатать. Точность письма составила 99,1% – то есть в 99,1% случаев напечатанная буква была именно той, которую человек писал в уме. Скорость же печати составила 90 символов в минуту – вдвое больше, чем у предыдущих нейрокомпьютерных устройств.

Правда, у нейрокомпьютерного набора текста всё равно есть ряд минусов. Во-первых, это электроды, вживлённые в мозг. Они могут оставаться в мозге достаточно долго, но всё равно было бы лучше, если бы у нас было устройство, считывающее нейронные сигналы транскраниально, то есть с поверхности черепа. Пока что такие транскраниальные аппараты работают достаточно грубо, то есть они могут достаточно точно определить активность только большой группы нейронов, целого нейронного центра, и без особой детализации.

Во-вторых, многие буквы пишутся очень похоже, возьмём, к примеру, «ш» и «щ», у многих из нас на письме они вообще неразличимы. В-третьих, есть языки с очень сложным алфавитом и своеобразной письменностью – например, языки Индии. Научить машину различать в уме письменные движения в этих языках будет отдельной большой задачей. Но удивительное развитие нейротехнологий позволяет надеяться, что и такие проблемы тоже будут решены.

15 май 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Люди вышли из Африки с обезьяньим мозгом

мозг людей стал похож на человеческий между 1,7 и 1,5 миллионов лет назад.

Боль вместо ума

Мы готовы терпеть боль, лишь бы не шевелить мозгами.

Любителей риска выдаёт мышь

Движения компьютерной мышью отличают рисковых людей от тех, кто рисковать не любит.

Социальный мозг подвергают сомнению

При общении с другими людьми в мозге активируется множество нервных центров, однако они не складываются в единую функциональную систему.

Иммунные клетки мозга управляют нервными сигналами

Возбуждённые нейроны, лишённые иммунных клеток, не могут успокоиться и могут довести мозг до эпилепсии.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Шевалье-девицаПерсонажи классического искусства в современных реалияхКак появилось выражение «остаться с носом»?Немного «умной одежды»Психолог Джон Готтман о секрете удачных отношенийЗнали, что ракеты в России существовали уже 200 лет назад?О короле, шампанском и учёныхНочь = N+8?