Nowe rozwiązanie opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Tianjin (TJU) i Uniwersytetu Tsinghua w Chinach jest pierwszym na świecie “dwupętlowym” nieinwazyjnym systemem BCI. W odróżnieniu od tradycyjnych interfejsów mózg-komputer, które skupiały się wyłącznie na odbiorze sygnałów z mózgu i ich interpretacji przez maszyny, dwupętlowy system umożliwia dwukierunkową komunikację – zarówno odbiór, jak i wysyłanie informacji zwrotnych do mózgu.
Czytaj też: Nowy chip IBM działa jak ludzki mózg. Pierwszy krok w stronę rewolucji
To nie tylko umożliwia użytkownikowi kontrolowanie urządzeń myślami, ale również pozwala maszynie na dynamiczne dostosowywanie się do zmieniających się intencji użytkownika. System ten nieustannie uczy się i adaptuje, co otwiera zupełnie nowe możliwości w interakcji człowiek-maszyna. Dwupętlowy BCI jest odpowiedzią na wyzwania związane z niestabilnością sygnałów EEG, które wcześniej utrudniały rozwój bardziej zaawansowanych interfejsów.
Oto pierwszy dwupętlowy BCI – historia pisze się na naszych oczach
Dwupętlowy interfejs mózg-komputer opiera się na nowatorskim chipie memrystorowym o pojemności 128 tysięcy komórek. Memrystor to element elektroniczny, który potrafi “zapamiętywać” poprzednie stany elektryczne, co czyni go idealnym komponentem do symulacji działania ludzkiego mózgu. To odkrycie zrewolucjonizowało sposób przetwarzania sygnałów mózgowych, umożliwiając jednoetapowe dekodowanie memrystorowe.
Czytaj też: Koreańscy naukowcy stworzyli chip zdolny do samodzielnej nauki! Oto nowy rozdział w rozwoju AI
Dzięki temu podejściu możliwe jest osiągnięcie wydajności dekodowania porównywalnej z rozwiązaniami programowymi przy jednoczesnym znacznym zmniejszeniu zużycia energii. Memrystorowa strategia dekodowania jest wyjątkowo energooszczędna i szybka, co pozwala na dekodowanie w czasie rzeczywistym. To właśnie ta technologia umożliwiła osiągnięcie stabilnej kontroli nad dronem jedynie za pomocą myśli, co stanowi przełom w zastosowaniach BCI.
Profesor Xu Minpeng z Haihe Laboratory of Brain-Computer Interaction and Human-Machine Integration podkreśla, że największym wyzwaniem w badaniach nad BCI jest osiągnięcie wzajemnej nauki między mózgiem a maszyną. Mutual learning to koncepcja, która zakłada symbiotyczne doskonalenie zarówno maszyny, jak i użytkownika.
Maszyna dostosowuje się do intencji użytkownika, ucząc się na bieżąco jego wzorców myślowych, podczas gdy użytkownik optymalizuje swoje zdolności kontrolne w interakcji z systemem. Ewolucja ta odbywa się w czasie rzeczywistym, co zwiększa elastyczność i autonomię urządzenia.
Takie podejście nie tylko umożliwia bardziej naturalną kontrolę urządzeń, ale także otwiera drzwi do przyszłych zastosowań, takich jak neurorehabilitacja czy rozwój inteligentnych systemów wspomagających. Mutual learning jest kluczem do osiągnięcia symbiozy człowiek-maszyna, która może znacząco zmienić sposób, w jaki postrzegamy technologie asystujące.
W eksperymencie przeprowadzonym na Uniwersytecie Tianjin system BCI kontrolował drona za pomocą myśli przez sześć godzin bez przerwy. Wyniki były zdumiewające – system nie tylko utrzymał wydajność przez cały czas trwania eksperymentu, ale także z biegiem czasu stał się bardziej precyzyjny. Dokładność dekodowania wzrosła o 20 proc. w porównaniu z tradycyjnymi metodami, a zużycie energii zmniejszono o trzy rzędy wielkości. To pokazuje, że nowa technologia nie tylko jest bardziej wydajna, ale także bardziej ekologiczna, co może mieć ogromne znaczenie w kontekście przyszłych zastosowań BCI w technologii noszonej.
O ile technologia ta niesie za sobą ogromny potencjał, o tyle rodzi także pytania o prywatność danych mózgowych i wpływ na autonomię człowieka. Kto będzie miał dostęp do danych EEG użytkowników? Jakie mogą być długoterminowe konsekwencje symbiotycznej ewolucji mózgu i maszyny?
Pojawiają się również dylematy etyczne związane z możliwością manipulacji myślami użytkowników oraz z odpowiedzialnością za decyzje podejmowane przez systemy BCI. Przyszłość tej technologii wymaga nie tylko dalszych badań, ale także debaty społecznej na temat granic ingerencji w ludzki umysł.
