- Главная
- Информатика
- Нейрокомпьютерный интерфейс
Содержание
- 2. Содержание ВВЕДЕНИЕ Нейроинтерфейс: посредник между мозгом и компьютером «Уже на пороге» ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ История отношений «мозг
- 3. Нейроинтерфейс: посредник между мозгом и компьютером Нейроинтерфейс (или интерфейс «мозг – компьютер») – так называется устройство
- 4. Медицина на данный момент является основной областью применения нейроинтерфейсов. Именно в этой области открывается дверь в
- 5. История отношений «мозг – компьютер». История 1 Можно сказать, что история интерфейса «мозг – компьютер» насчитывает
- 6. История отношений «мозг – компьютер». История 2 Невролог Филипп Кеннеди первым внедрил НКИ в мозг обезьяны
- 7. Как это работает: не телепатия и не телекинез НКИ бывают трех видов, каждый из которых определяется
- 8. Нейросеть с квадриллионом связей Мозг состоит из различных участков, которые наслаивались друг на друга в процессе
- 9. Копнём глубже: Разность потенциалов Каждую миллисекунду внутри и снаружи любой нервной клетки меняются распределения положительно и
- 10. Банан или апельсин? Запись сигнала — это только первый этап. Далее необходимо его «прочесть», чтобы определить
- 11. «Трудности перевода» Почему мы не можем создать систему, делающую то, что с легкостью осуществляет мозг? Если
- 12. Заключение Каплан считает, что на данный момент нового пути развития технологий нейроинтерфейса не видно. По его
- 14. Скачать презентацию
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Нейроинтерфейс: посредник между мозгом и компьютером
«Уже на пороге»
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
История отношений «мозг
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Нейроинтерфейс: посредник между мозгом и компьютером
«Уже на пороге»
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
История отношений «мозг
История отношений «мозг – компьютер». История 2
Как это работает: не телепатия и не телекинез
Нейросеть с квадриллионом связей
Копнём глубже: Разность потенциалов
Банан или апельсин?
«Трудности перевода»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА, ИСТОЧНИКИ
Нейроинтерфейс:
посредник между мозгом и компьютером
Нейроинтерфейс (или интерфейс «мозг – компьютер»)
Нейроинтерфейс:
посредник между мозгом и компьютером
Нейроинтерфейс (или интерфейс «мозг – компьютер»)
В качестве объекта управления может выступать не только компьютер, но и любое другое электронное устройство: квадрокоптер, система «умного дома», промышленный робот или боевой дрон, экзоскелет и даже искусственные органы чувств.
Вернуться к содержанию
Медицина на данный момент является основной областью применения нейроинтерфейсов. Именно в
Медицина на данный момент является основной областью применения нейроинтерфейсов. Именно в
Парализованные пациенты с помощью такого устройства могут управлять протезом и инвалидной коляской или даже механическим экзоскелетом. Пожалуй, самое лучшее наглядное доказательство фантастических возможностей этой технологии произошло в 2014 году. Тогда Чемпионат мира по футболу в Бразилии открыл ударом по мячу Джулиано Пинто – человек с параличом нижних конечностей. Сделал он это с помощью экзоскелета, управляемого силой мысли.
Нейроинтерфейсы уверенно входят в повседневную жизнь и расширяют области использования. Сегодня к технологии «мозг – компьютер» начинает проявлять интерес не только медицина, но и развлекательная отрасль с ее компьютерными «игрушками», промышленное производство, устройства «умного дома», роботехника.
«Уже на пороге»
Вернуться к содержанию
История отношений «мозг – компьютер». История 1
Можно сказать, что история интерфейса
История отношений «мозг – компьютер». История 1
Можно сказать, что история интерфейса
Вернуться к содержанию
История отношений «мозг – компьютер». История 2
Невролог Филипп Кеннеди первым внедрил
История отношений «мозг – компьютер». История 2
Невролог Филипп Кеннеди первым внедрил
В 2005 году компания «Кибернетикс» добилась впечатляющих результатов по вживлению НКИ в человеческий мозг, который позволил пациенту управлять роботизированной рукой.
Вернуться к содержанию
Как это работает: не телепатия и не телекинез
НКИ бывают трех видов,
Как это работает: не телепатия и не телекинез
НКИ бывают трех видов,
1. Инвазивные интерфейсы предполагают вживление электродов в мозг и обеспечивают прямую нейронную связь. Несмотря на высокую эффективность и чистоту сигнала, у этого вида есть серьезный недостаток — со временем нейроны теряют чувствительность, и для продолжения использования приходится устанавливать их вновь уже в другом месте.
2. В полуинвазивных нейроинтерфейсах электроды прикрепляются к поверхности серого вещества.
3. В неинвазивных — электроды устанавливаются на голове методом ЭЭГ. Благодаря этому нет ограничений, связанных с потерей чувствительности, однако есть другие недостатки: продолжительность установки, смещение по мере использования, необходимость обновлять проводящий гель и невозможность прикрепить электрод к нужной группе нейронов. Из-за этих особенностей системам неинвазивных НКИ нужно обучаться определять сигналы каждого конкретного пользователя.
«Нейроинтерфейсные технологии позволяют передавать команды напрямую от мозга к внешним исполнительным устройствам. Это не телепатия и не телекинез: в нейроинтерфейсах мысленные команды человека расшифровываются по записи электрической активности его мозга, или электроэнцефалограммы», – объясняет психофизиолог Александр Каплан, завлабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ.
Вернуться к содержанию
Нейросеть с квадриллионом связей
Мозг состоит из различных участков, которые наслаивались друг
Нейросеть с квадриллионом связей
Мозг состоит из различных участков, которые наслаивались друг
Человеческий мозг — самая сложная нейросеть, созданная природой. Она насчитывает около 85 млрд нейронов.
Вернуться к содержанию
Копнём глубже: Разность потенциалов
Каждую миллисекунду внутри и снаружи любой нервной клетки
Копнём глубже: Разность потенциалов
Каждую миллисекунду внутри и снаружи любой нервной клетки
Вернуться к содержанию
Центральная нервная система (ЦНС) — это сложнейшая коммуникативная сеть.
Банан или апельсин?
Запись сигнала — это только первый этап. Далее необходимо
Банан или апельсин?
Запись сигнала — это только первый этап. Далее необходимо
В первом случае алгоритм, не ограниченный параметрами поиска, сам классифицирует «сырой» сигнал и найдет элементы, предсказывающие намерения с наибольшей вероятностью. Проблема этого подхода заключается в слишком высокой многомерности параметров, описывающих электрическую активность мозга, и большой зашумленности данных различными помехами. В подобной ситуации возможность расшифровать намерения человека завязана на наших знаниях о том, как функции мозга закодированы в нейронной активности.
Вернуться к содержанию
«Трудности перевода»
Почему мы не можем создать систему, делающую то, что с
«Трудности перевода»
Почему мы не можем создать систему, делающую то, что с
Во-первых, мы не знаем «языка», на котором общается нервная система. Кроме импульсных рядов, его характеризует множество переменных: особенности путей и самих клеток, химические реакции, происходящие в момент передачи информации, работа соседних нейронных сетей и других систем организма. Помимо того, что «грамматика» этого «языка» сама по себе сложна, у разных пар нервных клеток он может отличаться. Данные, полностью описывающие активность мозга, просто утопят любой алгоритм, который возьмется за их анализ.
Второе препятствие заключается в том, что мы и о самих функциях мозга, которые пытаемся обнаружить, не очень много знаем.
Простейшие функции вроде двигательных и сенсорных имеют в этом смысле преимущество, так как они лучше изучены. Поэтому имеющиеся на данный момент нейроинтерфейсы взаимодействуют в основном с ними.
Они способны распознавать тактильные ощущения, воображаемое движение конечностью, ответ на зрительную стимуляцию, а также простые реакции на события внешней среды вроде реакции на ошибку или на рассогласование между ожидаемым стимулом и реальным.
Вернуться к содержанию
Заключение
Каплан считает, что на данный момент нового пути развития технологий нейроинтерфейса
Заключение
Каплан считает, что на данный момент нового пути развития технологий нейроинтерфейса
Пока мы очень слабо понимаем свой собственный мозг, чтобы грезить о слиянии с компьютерами и искусственным интеллектом в ближайшие годы. Но радует то, что самые смелые фантазии начинают воплощаться во вполне реальных экспериментах, заслуживающих доверия людей.
Благодаря исследованиям мозга и развитию технологий сегодняшние нейроинтерфейсы способны на то, что когда-то казалось неосуществимым. Мы не знаем наверняка, что ждет нас через 30, 50 или 100 лет. Историк науки Томас Кун выдвинул идею о том, что развитие науки — это цикл: периоды стагнации сменяются парадигмальными сдвигами и идущими следом научными революциями. Вполне возможно, в будущем нас ждет революция, которая позволит вынуть мозг из черного ящика. Причем придет она с самой неожиданной стороны.
Вернуться к содержанию