رابط مغز- ماشین چیست و چگونه کار می کند؟

   
نام نویسنده:
|
دسته بندی:
|
ساده ترین رابط مغز-ماشین، و یا حداقل آنی که ما خیلی از آن استفاده می کنیم دست انسان است. ما همه کارهای خود را با دست و تا حدی با صدایمان انجام می دهیم. اما کارایی دست و صدا محدود است. کلمات، چه گفته و یا تایپ شوند، بیانگر نیات ما هستند و عمل تکان دادن یک تصویر از طریق موس در یک فضای فیزیکی شبیه سازی شده حتی انتزاع بیشتری را بین کاربر و برنامه به وجود می آورد. ترجمه افکارمان به فرمان های کامپیوتری ، و سپس به صورت فیزیکی وارد کردن آن ها ، یک روند کند است که وقت و توجه بسیار زیادی می برد.

ساده ترین رابط مغز-ماشین، و یا حداقل آنی که ما خیلی از آن استفاده می کنیم دست انسان است. ما همه کارهای خود را با دست و تا حدی با صدایمان انجام می دهیم. اما کارایی دست و صدا محدود است. کلمات، چه گفته و یا تایپ شوند، بیانگر نیات ما هستند و عمل تکان دادن یک تصویر از طریق موس در یک فضای فیزیکی شبیه سازی شده حتی انتزاع بیشتری را بین کاربر و برنامه به وجود می آورد. ترجمه افکارمان به فرمان های کامپیوتری ، و سپس به صورت فیزیکی وارد کردن آن ها ، یک روند کند است که وقت و توجه بسیار زیادی می برد.

Leg sideFar1 e1351898101564 300x165
اما آنچه نوع مستقیم رابط مغز- ماشین است آیامی تواند با فرستادن فرمان ها، نه از طریق عضلات و عصب های ساخته شده از گوشت، بلکه سیم ها و نیمه رسانا های ساخته شده از فلز کار کند؟ اگر اینطور باشد، آینده درخشانی پیش روی علم پزشکی و همچنین کامپیوتر است.
دو نوع ارتباط اساسی بین مغز و ماشین وجود دارد.info inو info out.درInfo inاطلاعات به طور کلی فرم یک عضو حسی مصنوعی یا تکمیل شده را دارد که سیگنال هایش را به طور مستقیم به سیستم عصبی می فرستد، مانند کاشت حلزونی یا چشمی. Info out برای مثال یک بازوی مصنوعی یا یک اشاره گر موس را با دهان تکان می دهد که سیگنال های خواندن را در سیستم عصبی درگیر می کند و آن ها را به یک کامپیوتر منتقل می کند. دستگاه های خیلی پیشرفته ، مانند اندام های مصنوعی که دارای حس گر هستند هر دو روش را با هم ترکیب می کنند.
 دستگاه هایی که سیگنال های عصبی را در مغز می خوانند و/ یا خلق می کنند و آن هایی که سیگنال های عصبی را در سیستم عصبی خلق می کنند و به سیستم عصبی اجازه می دهند که به طور طبیعی این سیگناه ها به مغز فرستاده شوند تمایز وجود دارد. هر دو این دستیافت ها دارای مزایا و معایب خود هستند.
برای فهم این تفاوت می توان نگاهی به دست مصنوعی که با ذهن کنترل می شود انداخت. دستگاه های اولیه کنترل اندام های مصنوعی، تقریبا همگی شامل کاشت الکترود در مغز، و استفاده از این الکترود ها برای خواندن و ضبط فعالیت های مغز می باشد. با ضبط فعالیت های مرتبط با هر گونه فکری دانشمندان می توانند به یک کامپیوتر آموزش دهند که خواسته های مختلف را تشخیص دهد و فرمان پاسخ گو را انجام دهد. البته این  مسئله می تواند چالشی بزرگ برای تکنولوژی کنترل عصبی باشد، چرا که آنچه که کامپیوتر قادر به فهمش است، تنها بخش بسیار کوچکی از فعالیت مغز در هر لحظه است.  

brain machine 3 640x359
سیر تکامل، ساختار های عصبی را به وجود آورده است که به طور طبیعی در بین فرمان های پیچیده و بی نظم مغز، افکار را غربال می کند و به راحتی فرمان ها را تولید می کند و به عصب ها می فرستد. ما حتی ساختاری داریم که به طور طبیعی سیگنال های تولید شده توسط اندام های دارای حس ما را به تجربه های ذهنی بدل می کند.
این که از کامپیوتر بخواهیم که این روند مغز را بیاموزد ، همیشه بهترین راه برای انجام کار ها نیست.
در عصب های مصنوعی ایده ای به نام پیوند عضله مورد نظر وجود دارد که به دانشمندان اجازه می دهد که در بعضی مواقع، برای قسمتی از عضلات آسیب دیده در محل عضوی که قطع شده است محافظت می شود و از این عضله برای زنده نگه داشتن عصب های از کار افتاده استفاده می شود. برای کسی که قطع عضو شده است، این عصب ها به هیچ جا متصل نیستند ، اما اگر سالم نگاه داشته شوند به دریافت سیگنال برای عضو از دست رفته ادامه می دهند. این سیگنال ها که از مغز می آیند و به نرون های محرک متصل هستند، بسیار راحت تر قابل خواندن می باشند. و از آنجایی که کاربر در حال فرستادن یک فرمان محرک دقیقا به همان مسیر های عصبی ، پیش از قطع عضو است، تعامل کاملا به صورت طبیعی صورت می گیرد.

bionics 4 300x225
این ایده، که ما با مغز، نه در خود مغز،بلکه توسط یک نقطه تماس در سیستم عصبی تعامل داشته باشیم، برای تکنولوژی به خوبی جواب می دهد. بیشتر پروتز های چشمی با فرستادن سیگنال به عصب بینایی کار می کند، سپس از آنجا سیگنال های مصنوعی درست مانند سیگنال های طبیعی به مغز می روند. آن ها از مشکل تحریک برخی از نرون های مغز دوری می کنند و از روند های هدایت سیگنال برای رسیدن به هدفشان استفاده می کنند.
البته استراتژی استفاده از سیستم عصبی  توسط آنچه که طبیعت به ما اجازه انجامش را داده است محدود شده است. همیشه ساده تر و موثر تر خواهد بود که از سیگنال های عصبی که از قبل از هم جدا شده اند برای کنترل پروتزهای عضلانی جایگزین استفاده کنیم، اما ما هیچ کنترلگر اشاره گر موسی در ذهن خود نداریم. در نهایت، اگر ما بخواهیم از ذهنی که پر از افکار پیچیده است چیزی بیرون بکشیم و نوعی کنترل روی آن داشته باشیم، ناچاریم که به منبع آن برویم.
خواندن ذهن به طور مستقیم و کنترل آن پیشرفت های خارق العاده ای داشته است، از مش عصبی تزریقی فوق پیشرفته گرفته تا محصولات  اپتوژنیک که می توانند عصب ها را در پاسخ به تحریک به نور فعال کنند. این محصول ها به دو صورت یکی قابل اطمینان تر اما با طراحی های غیر عملی و دیگری کمتر قابل اطمینان ولی واقع گرایانه تر که روی پوست سر پوشیده می شوند می باشند. شاید کلاه هایی که پر از الکترود است خیلی جالب به نظر نرسد ولی ممکن در آینده نه چندان دور مورد استفاده قرار گیرد.

اخبار مرتبط

دیگر اخبار نویسنده

ارسال نظر


شخصی سازی Close
شما در این صفحه قادر به شخصی سازی نمیباشید