Как далеко мы находимся от футуристических полицейских технологий?

Он может получать доступ к онлайн-информации, например, к лицам подозреваемых, использует искусственный интеллект (ИИ) для обнаружения угроз, а его человеческие воспоминания интегрированы с воспоминаниями машины.

Примечательно, что ключевые технологии механических роботов из фильма уже практически реализованы в бегающем и прыгающем Атласе от Boston Dynamics и новом четвероногом Корлео от Kawasaki. Точно так же мы видим роботизированные экзоскелеты, которые позволяют парализованным пациентам ходить и подниматься по лестнице, реагируя на их жесты.

Разработчики отстают в создании интерфейса, с помощью которого электрические импульсы мозга могут взаимодействовать с внешним устройством. Однако ситуация меняется.

Последний прорыв — исследовательская группа из Калифорнийского университета представила мозговой имплантат, который позволил женщине с параличом транслировать свои мысли через искусственный интеллект в синтетический голос всего с трехсекундной задержкой.

Концепция интерфейса между нейронами и машинами появилась гораздо раньше, чем «Робокоп». В XVIII веке итальянский врач по имени Луиджи Гальвани обнаружил, что при пропускании электричества через определенные нервы в лапке лягушки она дергается. Это положило начало целому направлению в электрофизиологии, которое изучает, как электрические сигналы влияют на организмы.

Первые современные исследования интерфейсов мозг-компьютер начались в конце 1960-х годов, когда американский нейробиолог Эберхард Фетц подключил мозг обезьян к электродам и показал, что они могут перемещать иглу измерительного прибора. Однако если это и продемонстрировало некий захватывающий потенциал, то человеческий мозг оказался слишком сложным для быстрого развития этой области.

Мозг постоянно думает, учится, запоминает, распознает закономерности и декодирует сенсорные сигналы, не говоря уже о координации и движении нашего тела. Он работает на 86 миллиардах нейронов с триллионами связей, которые постоянно обрабатывают, адаптируются и развиваются в процессе так называемой нейропластичности. Другими словами, нам предстоит многое выяснить.

Значительная часть последних достижений основана на развитии нашей способности составлять карты мозга, определяя различные области и их деятельность.

Целый ряд технологий позволяет получать подробные изображения мозга (включая функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ)), а другие отслеживают определенные виды активности (включая электроэнцефалографию (ЭЭГ) и более инвазивную электрокортиграфию (ЭКоГ)).

Эти методы помогли исследователям создать невероятные устройства, включая инвалидные кресла и протезы, которыми можно управлять с помощью разума.

Но в то время как эти устройства обычно управляются с помощью внешнего интерфейса, такого как ЭЭГ-гарнитура, чиповые имплантаты — это новый рубеж. Они стали возможны благодаря достижениям в области чипов искусственного интеллекта и микроэлектродов, а также нейронных сетей глубокого обучения, которые используются в современных технологиях искусственного интеллекта.

Это позволяет быстрее анализировать данные и распознавать шаблоны, что в сочетании с более точными сигналами мозга, которые можно получить с помощью имплантатов, дало возможность создавать приложения, работающие практически в режиме реального времени.

Например, новый имплант Калифорнийского университета основан на ЭКоГ — технологии, разработанной в начале 2000-х годов, которая снимает сигналы непосредственно с тонкого листа электродов, расположенных прямо на поверхности коры головного мозга человека.

В данном случае сложные паттерны, улавливаемые имплантатом из 253 электродов высокой плотности, обрабатываются с помощью глубокого обучения для создания матрицы данных, на основе которой можно расшифровать слова, о которых думает пользователь. Это улучшает предыдущие модели, которые могли создавать синтетическую речь только после того, как пользователь закончил предложение.

Однако стоит также подчеркнуть, что нейронные сети глубокого обучения позволяют создавать более сложные устройства, основанные на других формах мониторинга мозга.

Наша исследовательская группа из Ноттингемского университета Трента разработала доступное устройство для считывания мозговых волн с использованием готовых деталей, которое позволяет пациентам, страдающим от таких заболеваний, как синдром полной блокировки (CLIS) или болезнь двигательных нейронов (MND), отвечать «да» или «нет» на вопросы. С помощью этой же технологии можно управлять компьютерной мышью.

Будущее

Прогресс в области искусственного интеллекта, производства микросхем и биомедицинских технологий, позволивший осуществить эти разработки, как ожидается, продолжится в ближайшие годы, что должно означать дальнейшее совершенствование интерфейсов мозг-компьютер.

В ближайшие десять лет мы можем ожидать появления технологий, которые обеспечат независимость людей с ограниченными возможностями, помогая им легче двигаться и общаться.

Речь идет об улучшенных версиях уже появившихся технологий, включая экзоскелеты, протезы, управляемые сознанием, и имплантаты, позволяющие перейти от управления курсорами к полному контролю над компьютерами и другими машинами.

В среднесрочной и долгосрочной перспективе я бы ожидал появления многих возможностей Робокопа, включая встроенную память и встроенные обучаемые навыки, поддерживаемые интернет-подключением. Мы также можем ожидать появления высокоскоростной связи между людьми через «мозговой Bluetooth».

Аналогичным образом можно будет создать человека за шесть миллионов долларов с улучшенным зрением, слухом и силой, имплантировав нужные датчики и соединив нужные компоненты для преобразования сигналов нейронов в действия (актуаторы). Несомненно, по мере углубления нашего понимания функциональности мозга появятся и другие, еще не придуманные, применения.

Очевидно, что скоро станет невозможным откладывать этические соображения. Можно ли взломать наш мозг, подбросить или удалить воспоминания? Можно ли управлять нашими эмоциями? Настанет ли день, когда нам нужно будет обновить программное обеспечение мозга и нажать кнопку перезагрузки?

С каждым шагом вперед подобные вопросы становятся все более актуальными. Основные технологические препятствия, по сути, уже устранены. Пришло время задуматься о том, в какой степени мы хотим интегрировать эти технологии в общество, и чем раньше, тем лучше.

По мере развития интерфейсов мозг-компьютер (ИМК) необходимо учитывать потенциальные последствия для нашей идентичности и автономии. Если наши мысли и чувства станут доступными для внешних устройств, насколько мы сможем сохранить свою частную жизнь и личную сферу? Существует риск того, что наши мысли могут быть украдены, манипулированы или использованы против нас. Поэтому крайне важно разрабатывать надежные протоколы безопасности и защиты данных, чтобы предотвратить несанкционированный доступ к нашим мозговым данным.

Кроме того, необходимо учитывать влияние ИМК на нашу когнитивную функцию. Хотя эти технологии могут повысить наши возможности, они также могут иметь непредвиденные последствия для нашего мозга. Например, длительное использование ИМК может привести к зависимости или снижению наших естественных когнитивных способностей. Поэтому необходимо проводить тщательные исследования, чтобы оценить долгосрочные последствия использования ИМК для нашего мозга.

Также необходимо учитывать социальные последствия ИМК. Если эти технологии станут широко доступными, они могут создать новые формы неравенства. Те, кто может позволить себе передовые ИМК, могут получить значительные преимущества перед теми, кто не может. Это может привести к разрыву в обществе, где улучшенные люди отделены от не улучшенных людей. Поэтому необходимо обеспечить, чтобы ИМК были доступными и доступными для всех, независимо от их социально-экономического статуса.

Наконец, важно, чтобы мы вели открытый и инклюзивный диалог о этических и социальных последствиях ИМК. Это должно включать ученых, политиков, этиков и общественность. Работая вместе, мы можем гарантировать, что эти технологии разрабатываются и используются ответственным и этичным образом. Будущее ИМК в наших руках, и мы должны сформировать его так, чтобы оно было полезно для всего человечества.

Амин Аль-Хабайбех, профессор интеллектуальных инженерных систем, Ноттингемский Трентский университет.