Antarmuka Otak-Komputer: Apa Itu Mereka dan Mengapa Kita Mendengar Tentang Mereka Sekarang?

Memberi makan monyet, menonton film dengan kucing, bermain video game – terdengar seperti hari libur yang menyenangkan, bukan? Namun, jika Anda seorang ilmuwan saraf, sepertinya penelitian setengah abad terakhir tentang menghubungkan otak manusia ke komputer.

Neuralink Elon Musk, mengesankan seperti itu, baru ada dalam permainan sejak 2016, dan itu hanya bagian dari gelombang pencapaian neuroscientific yang terus berkembang. Monyet-monyet itu? Mereka memberi makan diri mereka sendiri dengan lengan robot yang terhubung ke otak mereka. Kucing sedang menonton video, dan kami menerjemahkan aktivitas otak yang dihasilkan kembali ke gambar. Dan videonya? Anda dapat memainkannya dengan pikiran Anda.

Apa itu antarmuka otak-komputer (BCI)?

Sekompleks implementasi sebenarnya, konsep di balik BCI cukup mendasar. Neuron di otak Anda memancarkan sinyal listrik satu sama lain ketika Anda melakukan sesuatu. Menggunakan elektroda baik di dalam atau di tengkorak, kita dapat mendeteksi paku-paku ini, mendigitalkannya, mencari tahu apa yang dilakukan otak, dan menerjemahkan aktivitas itu menjadi beberapa tindakan atau data.

Dengan cara ini, kita dapat mengirim sinyal listrik yang dapat ditafsirkan ke hal-hal seperti sistem komputer, prostesis, dan bahkan robot, yang memungkinkan kita untuk berpotensi mengendalikan perangkat di sekitar kita, dan bahkan tubuh kita sendiri, hanya dengan pikiran. Koneksi ini juga berfungsi dua arah. Kita dapat menyandikan informasi digital sebagai sinyal listrik yang dapat dibaca oleh otak dan mengirimkannya, memberikan jenis input sensorik.

BCI biasanya dibagi menjadi tiga kategori utama: invasif, sebagian invasif, dan non-invasif. Seperti namanya, BCI invasif ditanamkan langsung ke otak, yang memberi mereka "penerimaan" terbaik dalam hal dapat mengambil informasi rinci tentang neuron mana yang melakukan apa.

BCI invasif sebagian (itulah Neuralink) ditempatkan di tengkorak, tetapi tidak secara langsung di otak, yang membuatnya lebih aman, kurang kuat dalam pembedahan, dan masih cukup efisien.

BCI non-invasif sama sekali tidak melekat pada kepala. Anda mungkin pernah melihatnya dalam bentuk topi karet bertabur elektroda. Mereka paling mudah digunakan, tetapi karena mereka lebih jauh dari otak namun di tengkorak di jalan, gelombang yang dihasilkan oleh neuron penembakan tidak datang juga, berarti data lebih berisik dan tidak memungkinkan untuk kontrol setepat implan di otak.

Apa yang telah kami lakukan dengan BCI sejauh ini?

Tujuan utama di balik penelitian ini bukan untuk menciptakan manusia yang disempurnakan dengan AI dengan kekuatan Internet telepati. Itu mungkin akan terjadi, tetapi tujuannya lebih dari efek knock-on yang dihasilkan dari penelitian medis ke dalam hal-hal seperti mengobati kelumpuhan, kebutaan, tuli, bisu, kejang, dan masalah sistem saraf sensorik / pusat lainnya, yang mendorong banyak dari penelitian antarmuka otak-komputer saat ini.

Implan kokleamisalnya, sudah digunakan oleh ratusan ribu orang. Mereka tidak berinteraksi dengan komputer, karena tugas mereka adalah mengambil suara dari dunia luar dan menerjemahkannya ke dalam sinyal listrik yang dapat diproses oleh otak, tetapi mereka adalah demonstrasi yang bagus tentang bagaimana kita dapat mengirim otak – Sinyal yang dapat dibaca dari mesin.

Implan retina, walaupun belum ada yang biasa, sudah mengembalikan visi terbatas kepada mereka yang telah kehilangan itu. Orang-orang bahkan berhasil menggunakan sinyal otak untuk mengontrol lengan dan kaki robot Juliano Pinto, seorang lumpuh yang melakukan kickoff di Piala Dunia Brasil 2014 menggunakan exoskeleton yang dikendalikan pikiran.

Namun, ketika benar-benar menghubungkan otak ke komputer dalam jenis kapasitas baca-tulis yang lebih tradisional, banyak terobosan terbesar sejauh ini telah dicapai dengan monyet.

Pada awal tahun 1969, para ilmuwan dapat membuat monyet memindahkan jarum pada dial menggunakan sinyal otak saja. Pada 2008, mereka menggunakan otak mereka untuk mengontrol lengan robot yang membawakan mereka makanan, dan, pada 2011, monyet menggerakkan lengan robot saat menerima umpan balik ke bagian otak mereka yang bertanggung jawab untuk kontrol lengan, seolah-olah mereka mengambil sinyal dari salah satu lengan mereka yang sebenarnya. Pada 2016, monyet mencapai kecepatan mengetik dua belas kata per menit menggunakan implan saraf, mengeja frasa Shakespeare seperti "Pisang dengan nama lain akan berbau manis."

Jika tren ini berlanjut, kita bahkan tidak perlu khawatir tentang AI yang mengambil alih dunia – monyet telepati mungkin akan sampai di sana terlebih dahulu.

Kami juga dapat mengambil sinyal gambar yang akurat dari otak kucing dan manusia. Dengan memantau aktivitas otak pada kucing, masing-masing menonton satu dari delapan film pendek, peneliti dapat membuat gambar yang cukup dari layar untuk mengidentifikasi film mana yang ditonton setiap kucing.

Dan itu pada tahun 1999 – pada tahun 2008, peneliti telah berhasil melakukan ini pada manusia. Di antara dua percobaan itu, seorang anak remaja yang bisa mendapatkan implan otak untuk epilepsi bisa melakukannya mengalahkan beberapa level Space Invaders menggunakan tidak lebih dari sinyal otak.

Daftar ini dapat dengan mudah berlanjut: orang-orang mengetik, memindahkan mouse di layar, mengendarai mobil, tweeting, mengirim pesan hening satu sama lain melalui Internet, piloting drone, mengendalikan TV pintar, dan banyak lagi. Teknologi ini menuju ke beberapa arah yang menarik, sebagaimana dibuktikan oleh kekayaan startup yang meluncurkan ide-ide besar.

Neuralink

Proyek ini mendapat banyak berita utama, dan untuk alasan yang bagus: Neuralink mungkin BCI terkecil yang paling ringan, paling mudah diimplan, dan tidak banyak berkorban dalam hal fungsionalitas. Begini cara kerjanya:

Neuralink menggunakan alat robot untuk menanamkan benang kecil (1/10 lebar rambut manusia) ke otak. Saat ini, ini membutuhkan pengeboran lubang kecil, tetapi mungkin menggunakan laser di masa depan. Thread ini terhubung ke chip, yang disebut "Sensor N1" yang tertanam di tengkorak, yang dapat memproses data yang mereka terima dan juga mengirim sinyal listrik ke otak Chip tersebut terhubung ke perangkat yang disebut "The Link," yang merupakan perangkat eksternal yang dapat dipakai yang dapat berinteraksi dengan chip dan secara nirkabel mengirim dan menerima informasi dari perangkat lain.

Percobaan pada tikus dan monyet telah terbukti berhasil, menurut Neuralink, dan mereka bertujuan untuk memulai uji coba manusia segera. Penerima pertama adalah orang-orang yang memiliki kebutuhan medis untuk perangkat tersebut, tetapi Elon Musk tidak merahasiakan keinginan untuk akhirnya menciptakan kerjasama manusia-AI melalui antarmuka otak semacam ini. Produk akhir akan dapat dihubungkan dan dikontrol smartphones dan perangkat lain, dan seiring dengan meningkatnya teknologi, kita kemungkinan akan melihat banyak aplikasi lain.

BrainGate

Implan otak yang dikembangkan oleh Cyberkinetics, BrainGate adalah salah satu BCI modern paling awal. Subjek uji manusia berhasil menghubungkan komputer dengan otak mereka pada awal 2004, dan pada 2012 Cyberkinetics mendemonstrasikan lengan robot yang dikendalikan otak yang memungkinkan orang lumpuh untuk mencapai, memahami, dan bahkan minum dari botol. Mereka memiliki daftar panjang publikasi dan pencapaian, mulai dari membantu orang mengendalikan anggota badan robot hingga menggunakan sinyal otak untuk bermain piano di tablet.

Emotiv

Mengingat bahwa tidak banyak orang cenderung berbaris untuk mendapatkan lubang di kepala mereka, masuk akal bahwa BCI non-invasif yang tersedia secara komersial akan menjadi langkah pertama yang baik. Itulah tepatnya Emotiv tidak. Headset EEG (electroencephalograph) mereka dapat mengambil sinyal dari otak Anda, memungkinkan Anda untuk menganalisis aktivitas mental Anda sendiri, mengendalikan perangkat, atau bahkan mendapatkan wawasan tentang bagaimana konsumen menggunakan produk. Itu relatif murah, menghasilkan data tingkat penelitian, dan yang harus Anda lakukan adalah menyelipkannya!

Mudah tersentuh

Seperti Emotiv, Mudah tersentuh mengambil rute non-invasif, memasarkan headset sebagai cara bebas genggam, bebas suara untuk mengendalikan dunia digital. Sesuatu yang membedakan mereka adalah fokus mereka pada teknologi VR sebagai cara untuk memungkinkan game yang dikendalikan pikiran, pelatihan, dan kontrol digital, yang bisa sangat berguna sebagai cara untuk melatih otak Anda dengan cepat mengambil pola-pola baru, seperti beradaptasi dengan virtual anggota badan.

Ini hanya beberapa proyek yang sedang berlangsung di ruang antarmuka otak-komputer. Seperti bidang teknologi mutakhir hari ini, ada banyak pemain berlomba untuk menjadi yang pertama, dan sudah ada banyak aplikasi menarik yang dimasukkan ke dalam bidang, dari Ikat kepala penambah studi BrainCo untuk Chip penyimpanan memori bertenaga AI kernel.

Seberapa jauh kita dari BCI menjadi norma?

Anda mungkin tidak akan menginstal Neuralink dalam waktu dekat. Meskipun ukurannya kecil, menempatkan lubang di kepala Anda sama sekali seperti semacam lompatan besar. Namun, pasar untuk headset electroencephalogram non-invasif mulai tumbuh, dan beberapa headset yang tersedia secara komersial sebenarnya datang dengan harga yang agak masuk akal.

Pada akhirnya, ini mungkin cukup andal untuk Anda gunakan sebagai bagian dari tumpukan teknologi normal Anda, tetapi mungkin perlu waktu. BCI membaik dan miniaturisasi lebih cepat dari sebelumnya, seperti yang ditunjukkan oleh Neuralink, sehingga sepenuhnya dapat dibayangkan bahwa di masa depan memasang tautan otak-komputer akan menjadi sesuatu yang mirip, seperti yang dikatakan Elon Musk, mendapatkan LASIK. Tidak semua orang akan melakukannya, tetapi itu akan menjadi prosedur yang relatif sepele jika itu adalah sesuatu yang Anda butuhkan.

Kredit gambar: Blausen 0244 Implan Koklea, Emotiv Epoc +, BCI berbasis EEG, Platform antarmuka mesin otak terintegrasi dengan ribuan saluran, Monyet menggunakan lengan robot, Antarmuka otak-komputer (skematis)

Apakah artikel ini bermanfaat? ya Tidak