Daily – газета японских деловых кругов. По её информации, устройства, способные «читать» человеческие мысли, должны появиться на рынке уже в ближайшее десятилетие. Со стороны государства в этом проекте, скорее всего, примут участие Национальный институт информационных и телекоммуникационных технологий, Институт телекоммуникационных исследований (ATR) и Университет Осаки. К наиболее вероятным участникам со стороны крупного бизнеса относят фирмы Honda, Hitachi и Toyota, известные благодаря успехам в разработке робототехники.
Главная цель проекта – создать пользовательский интерфейс «мозг–компьютер», улавливающий при помощи закрепляемых на голове датчиков мозговые волны и изменения в динамике кровоснабжения мозга. На основе их анализа датчик запускает тот или иной процесс. В результате должна появиться возможность, к примеру, переключать каналы телевизора безо всякого пульта или набирать SMS, не прикасаясь к телефону.
Среди прочих возможных применений – автомобильная навигационная система, отыскивающая ближайшие рестораны сразу после того как водитель подумал, что неплохо бы подкрепиться. Или кондиционер, регулирующий температуру в зависимости от того, жарко или холодно людям в помещении. Или робот, приходящий на помощь инвалидам или пожилым людям, которые не в силах нести тяжёлый груз. Можно придумать и массу других, не менее фантастических применений.
Фантастических? Возможно — нет. Сроки, которые поставили перед собой японцы, вполне реальны. Более того, подобные устройства могут появиться на рынке не через десять лет, а гораздо раньше, ведь интерфейс мозг-компьютер уже давно существует, причём даже не на уровне лабораторных опытов, а в коммерческих продуктах! Пока они не слишком распространены, но одно их появление означает, что совсем скоро способ взаимодействия человека с электроникой может измениться раз и навсегда.
Для начала немножко истории и немножко теории. В далёком 1875 году английский учёный Ричард Кейтон обнаружил, что деятельность человеческого мозга можно наблюдать по излучаемым им электрическим импульсам. В 1929 году на основе этого открытия был создан электроэнцефалограф – прибор, регистрирующий электрическую активность различных отделов головного мозга и записывающий её в виде кривой – энцефалограммы.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) по ряду признаков позволяет определить не только функциональное состояние головного мозга, но и уровень сознания человека. Энцефалограммы одного и того же здорового человека отличаются в зависимости от его физиологического состояния. Для снятия данных голова пациента смазывается специальным электропроводящим гелем и на ней закрепляются датчики. Аппарат фиксирует различие электрической активности во сне и при бодрствовании, выявляет реакцию мозга на различные раздражители, в том числе звуковые и визуальные. На энцефалограмме отображаются даже разнообразные эмоции – от гнева и раздражения до страха и апатии.
ЭЭГ обладает важным преимуществом перед другими методами исследования активности головного мозга: энцефалограмма может показать один из главных параметров работы нервной системы – ритмичность, отражающую согласованность работы разных отделов мозга. На энцефалограмме здорового человека, находящегося в состоянии покоя, выделяются два основных типа ритмов: альфа-ритм с частотой колебаний в 8-13 Гц, и бета-ритм с частотой в 14-30 Гц. «Отец кибернетики» Норберт Винер называл альфа-ритм «тактовым генератором мозга», который группирует информацию, поступающую в мозг в определённый период времени, и разные события воспринимаются как одновременные. Благодаря этим ритмам мы можем наблюдать сам процесс обработки информации в головном мозге – как и в каких его отделах это происходит.
Электронное «чтение мыслей» базируется как раз на принципах и достижениях электроэнцефалографии, помноженных на ультрасовременные технологии. Японцы из компании Honda соединили ЭЭГ со спектроскопией в инфракрасном диапазоне и создали действующий образец робота Asimo, который получает по радиоволнам сигналы, считанные непосредственно из мозга оператора.
Человекоподобный робот Asimo был показан общественности ещё в 2005 году. Он умеет не только ходить и реагировать на голосовые команды, Asimo способен распознавать различные предметы, узнавать людей, пожимать им руки и понимать их жесты. К прочим талантам робота относятся умение бегать и танцевать.
Для считывания мозговых волн пока что используется специальный шлем, а для их обработки – довольно массивный агрегат, но нет сомнений в том, что японские учёные скоро придумают, как устранить все эти неудобства. Сам робот пока умеет немного: он «понимает», когда человек приказывает ему подвигать руками, пойти или пробежаться или принести какой-либо предмет. При этом, получив команду, робот «задумывается» на несколько секунд, которые нужны для обработки сигнала.
Но главная проблема, которая пока так и не решена, заключается в том, что для эффективной работы система «считывания мыслей» должна подстраиваться под каждого конкретного пользователя, а это занимает слишком много времени – до трёх часов. Зато после этой настройки, как показали испытания, в 90% случаев система передаёт роботу верные команды.
Для не столь сложных «бытовых» устройств не нужна высокая точность распознавания, и на рынке уже есть недорогие головные гарнитуры, для использования которых не требуется ни гель, ни специальная подготовка.
Всего за $300 австралийская фирма Emotiv Systems продаёт лёгкий шлем EPOC, оснащённый 16-ю датчиками, гироскопами и радиоинтерфейсом для подключения к компьютеру под управлением Windows. Как утверждает разработчик, устройство способно распознавать 12 различных движений в компьютерных играх и даже понимать некоторые эмоции.
Как и в случае с Asimo, для использования шлема системе требуется «обучение», в ходе которого пользователю нужно будет мысленно сконцентрироваться на выполнении какого-либо действия, и этот «снимок» мозговых волн в дальнейшем будет ассоциироваться с той или иной командой.
Emotiv Systems также поставляет комплект разработчика EmoKey, которые позволяет настроить взаимодействие шлема EPOC практически с любым приложением или компьютерной игрой, сопоставить принимаемые сигналы с любой комбинацией клавиш или положением джойстика. В состав комплекта входят три программных модуля: Expressiv, распознающий выражение лица, Affectiv, определяющий эмоциональное состояние, и Cognitiv, фиксирующий мысленные команды.
MindSet американской компании NeuroSky напоминает обычную гарнитуру, но то, что похоже на наушники, на самом деле не простые динамики, а датчики. То, что похоже на микрофон – детектор мозговых волн, и его нужно расположить не у рта, а у лба, чуть выше бровей. Кстати, по словам главы NeuroSky Стэнли Янга, лоб – почти самое неудобное место для улавливания электрических сигналов мозга, но это единственная часть черепа, где у подавляющего большинства людей нет волос, которые препятствуют распространению этих сигналов. NeuroSky Mindset продаётся примерно за $200, и в комплект входит компьютерная игра NeuroBoy, в которой можно перемещать различные объекты «силой мысли».
Технология NeuroSky применяется также в довольно любопытной детской игре Star Wars Force Trainer компании Uncle Milton. Игрушка стоит всего $130 и представляет собой комплект из лёгкой гарнитуры и прозрачной трубки, внутрь которой помещён шарик размером с мячик для пинг-понга. Задача играющего заключается в том, чтобы «усилием воли» поднять шарик как можно выше. Электрические импульсы мозга преобразуются в сигнал, а микрокомпьютер включает встроенный в игрушку вентилятор, который и поднимает шарик. Чтобы проделать этот трюк, нужно просто сосредоточиться, неважно на чём, и чем сильнее вы концентрируетесь, тем выше поднимается шарик.
У этой игрушки есть недостаток, характерный для современного уровня развития технологии «чтения мыслей»: из-за того, что в ней отсутствует режим обучения, поднять шарик удаётся далеко не всем. Джонни Лю, один из создателей технологии NeuroSky, утверждает, что людям, привыкшим одновременно
