Teknologi antarmuka otak-komputer wis metu saka laboratorium, lan menyang urip kita

Interfacing otak kita karo komputer conjures visi salah siji plugging menyang Matrix, utawa mlaku liwat alas Pandora ing Avatar. Nyambungake pikiran menyang mesin wis diduga wiwit wiwit mula mangertos kerumitan sistem saraf—lan kepriye bisa nggabungake karo teknologi komputer. Kita bisa ndeleng iki ing awal fiksi ilmiah, amarga otak sing ora duwe wujud ngontrol pirang-pirang mesin kanggo nindakake penawaran jahat entitas.  

Antarmuka Otak-Komputer (BCI) wis ana sawetara wektu. Jacques Vidal, Profesor Emeritus ing UCLA, sing nyinaoni sistem kasebut nalika taun 1970-an, nyipta istilah BCI. Premis dhasar yaiku otak manungsa minangka CPU sing ngolah informasi sensori lan ngirim sinyal listrik minangka prentah. Iki minangka lompatan logika sing cendhak kanggo nggawe hipotesis manawa komputer banjur bisa diprogram kanggo napsirake sinyal kasebut, lan ngirim sinyal dhewe ing basa sing padha. Kanthi netepake basa sing dienggo bareng iki, sacara teoritis, otak lan mesin bisa ngobrol. 

Obahe … karo raos 

Akeh aplikasi BCI ana ing bidang rehabilitasi saraf. Para ilmuwan wis suwe ngerti yen fungsi tartamtu dilokalisasi ing area tartamtu ing otak, lan kanthi kawruh babagan "peta otak", kita bisa ngrangsang wilayah kasebut supaya bisa nindakake fungsi masing-masing. Kanthi implantasi elektroda ing korteks motor, contone, wong sing ilang anggota awak bisa diwulang kanggo mindhah utawa ngapusi prostesis kanthi "mikir" ngobahake lengen. Kajaba iku, elektroda bisa diselehake ing sadawane sumsum tulang belakang sing rusak kanggo ngirim sinyal kanggo mindhah anggota awak sing lumpuh. Teknologi iki uga digunakake kanggo prostheses visual, kanggo ngganti utawa mulihake ngarsane ing individu tartamtu. 

Kanggo neuro-prostheses, tujuane ora mung kanggo niru fungsi motor sing ilang. Contone, nalika kita njupuk endhog, otak kita ngandhani sepira kuwate genggaman kita, supaya kita ora ngremuk. Sharlene Fleser minangka bagéyan saka tim saka University of Pittsburgh sing nggabungake fungsi iki ing desain prostesis. Kanthi uga nargetake area otak sing “ngrasakake” utawa ngrasakake stimulasi taktil (korteks somatosensori), tim Flesher ngarep-arep nggawe maneh mirip mekanisme umpan balik sing ngidini kita ngowahi sentuhan lan tekanan—sing penting kanggo nindakake gerakan motor alus saka tangan. 

Fisher ujar, "kanggo mulihake fungsi anggota ndhuwur kanthi lengkap yaiku nggunakake tangan kanggo sesambungan karo lingkungan, lan bisa ngrasakake apa sing didemek tangan kasebut," lan supaya, "kanggo ngapusi obyek kanthi bener, sampeyan kudu ngerti driji sing ana ing kontak, sepira kekuwatan sing ditindakake saben driji, banjur gunakake informasi kasebut kanggo nggawe gerakan sabanjure. 

Tegangan nyata ing ngendi otak ngirim lan nampa impuls sithik banget - watara 100 millivolts (mV). Entuk lan nggedhekake sinyal kasebut wis dadi titik penting banget ing riset BCI. Rute tradisional kanggo implantasi elektroda langsung ing otak utawa sumsum balung mburi nggawa risiko sing ora bisa dihindari saka prosedur bedah, kayata pendarahan utawa infeksi. Ing sisih liya, "keranjang saraf" non-invasif kaya sing digunakake ing electro-encephalograms (EEG's) nggawe panampa lan transmisi sinyal angel amarga "noise". Tengkorak balung bisa nyebar sinyal, lan lingkungan njaba bisa ngganggu penyerapan. Kajaba iku, nyambungake menyang komputer mbutuhake kabel rumit sing mbatesi mobilitas, saengga umume setelan BCI saiki ana ing watesan setelan laboratorium. 

Flesher ngakoni watesan iki uga wis mbatesi aplikasi klinis kanggo populasi sing ditemtokake kanthi akses menyang perkembangan kasebut. Dheweke yakin manawa melu luwih akeh peneliti saka macem-macem lapangan bisa nyurung pangembangan lan bisa uga menehi solusi inovatif kanggo alangan kasebut. 

"Karya sing kita lakoni kudu nggawe wong liya bungah kanggo njelajah teknologi iki ... ahli ing macem-macem lapangan kerja menyang tujuan sing padha yaiku dalan sing luwih cepet kanggo nggawa solusi sing paling apik kanggo pasien." 

Kasunyatane, peneliti lan desainer njalajahi BCI luwih jero, ora mung kanggo ngatasi watesan kasebut, nanging kanggo ngembangake aplikasi anyar sing ndadekake kapentingan umum luwih akeh. 

Metu saka lab, lan menyang game 

Wiwit wiwitan minangka wiwitan mahasiswa ing Universitas Michigan, Neurable sing berbasis ing Boston saiki wis dadi salah sawijining pemain sing paling katon ing lapangan BCI sing berkembang kanthi njelajah pendekatan sing beda kanggo teknologi BCI. Tinimbang mbangun hardware dhewe, Neurable wis ngembangake piranti lunak proprietary sing nggunakake algoritma kanggo nganalisa lan ngolah sinyal saka otak.  

"Ing Neurable, kita wis ngerti maneh cara kerja gelombang otak," ujare CEO lan pangadeg Dr. Ramses Alcaide. "Saiki kita bisa entuk sinyal kasebut saka set-up EEG standar lan gabungke karo algoritma sinau kanggo ngilangi gangguan kanggo nemokake sinyal sing bener, kanthi kecepatan lan akurasi sing dhuwur." 

Kauntungan liyane, miturut Alcaide, yaiku kit pangembangan piranti lunak (SDK) minangka platform agnostik, tegese bisa ditrapake ing piranti lunak utawa piranti apa wae sing kompatibel. Pemisahan iki saka cetakan 'lab riset' minangka keputusan bisnis sing disadari dening perusahaan kanggo mbukak kemungkinan ing ngendi lan kepiye teknologi BCI bisa diterapake. 

"Sacara historis BCI wis ana ing laboratorium, lan sing ditindakake yaiku nggawe produk sing bisa entuk manfaat saka kabeh wong, amarga SDK bisa digunakake ing kapasitas apa wae, medis utawa ora." 

Potensi unshackling iki ndadekake teknologi BCI atraktif ing pirang-pirang aplikasi. Ing pekerjaan sing mbebayani kaya penegak hukum utawa pemadam kebakaran, simulasi skenario urip nyata tanpa bebaya sing dibutuhake bisa dadi penting kanggo proses latihan. 

Aplikasi komersial sing potensial ing bidang game uga ngasilake akeh kasenengan. Penggemar game wis ngimpi dadi babar blas ing jagad maya sing lingkungan sensori cedhak karo kasunyatan. Tanpa pengontrol genggam, tukang game bisa "mikir" nindakake perintah ing lingkungan virtual. Lomba nggawe pengalaman game sing paling immersive wis nyebabake akeh perusahaan kanggo mriksa kemungkinan komersial BCI. Neurable ndeleng masa depan ing teknologi BCI komersial lan nyedhiyakake sumber daya kanggo dalan pangembangan iki. 

"Kita pengin ndeleng teknologi diselehake ing akeh aplikasi piranti lunak lan hardware," ujare Alcaide. "Ngidini wong sesambungan karo jagad mung nggunakake aktivitas otak, iki minangka makna sejati saka motto kita: jagad tanpa watesan."