Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Kawalan Lengan Robot ini - Dengan Otak Anda

Jisoo Kim menumpukan perhatian. Foto: Nathan Hurst

Jisoo Kim membayangkan melambaikan tangan kiri, dan lengan robot berpindah ke kiri. Dia menumpukan perhatian pada lengan kanannya, dan lengan robot melengkung ke kanan. Lebih kurang.

Kim memakai alat elektroencephalografik untuk paparan interaktif "Buatkan Pindah" di Teknologi Kognitif, sebuah pameran baru mengenai pemahaman dan mempengaruhi aktiviti otak di Exploratorium di San Francisco. Peranti dipasang ke dalam komputer dan skrin, dan menjadi lengan aluminium bersambung dua yang dibina oleh Jon Ferran.

Cap neoprena yang dipakai oleh Kim disemai dengan sensor EEG yang membaca gelombang otaknya dan mengeluarkannya ke antara muka komputer otak yang dikenali sebagai OpenBCI. "Saya fikir jika teknologi ini lebih maju, ia akan membantu banyak orang kurang upaya yang tidak dapat menggerakkan tangan mereka," kata Kim. "Oleh kerana segala-galanya adalah sumber terbuka, orang boleh membina sendiri, jadi saya fikir ia akan memajukan lebih banyak lagi."

Tomas Vega adalah pelajar jurusan sains komputer dan sains kognitif, salah seorang pembina pameran, dan ahli dari Kumpulan Teknologi Cognitive University of California. Matlamat Cog Tech adalah untuk membantu menjadikan teknologi ini siap digunakan di dunia nyata.

"Kami berhasrat untuk membuat perubahan, menunjukkan kepada dunia bahawa BCI bukan sesuatu yang akan datang, ia adalah sesuatu yang sudah berlaku," kata Vega. "Kami mahu mendayakan teknologi ini supaya sesiapa boleh menggunakannya, tanpa pengalaman dalam kod atau apa-apa."

Latihan untuk menggunakan BCI. Foto: Anja Ulfeldt

Apabila anda berfikir tentang menendang bola sepak, menerangkan Vega, otak anda bertindak seolah-olah ia sebenarnya menendang. Peranti EEG (electroencephalography) boleh membaca bahawa dalam bentuk isyarat elektrik pada kulit kepala, dan maklumat dari isyarat tersebut boleh diproses, ditapis, dan dianalisis untuk memberi maklum balas yang boleh diiktiraf oleh komputer.

Untuk membuat pameran itu, pasukan Cog Tech menyesuaikan lembaga EEG dari OpenBCI. Alat dengar asli OpenBCI mengukur aktiviti otak di kedua-dua hemisfera, dan merekodkan data pada 8 saluran. Tetapi ia memerlukan elektrod yang disisipkan ke tengkorak - tidak dapat diterima untuk pameran yang akan membolehkan ramai orang melaluinya dan mencuba setiap hari. Jadi Cog Tech membuat helm lembut dengan elektrod kering dari Cognionics, yang duduk di atas kepala dengan tali velcro di bawah dagu.

"Saya fikir BCI berpotensi untuk mendapatkan cara tambahan untuk berinteraksi dengan komputer," kata Pierre Karashchuk, ahli Cog Tech yang lain. "Untuk interaksi komputer manusia, kami agak terhad." Dia bermaksud tikus, papan kekunci, dan akhir-akhir ini, skrin sentuh, yang semuanya tidak begitu berbeza.

Vega (kiri) dan Karashchuk menjelaskan cara menggunakan BCI. Foto: Nathan Hurst

Terdapat banyak yang boleh anda lakukan dengan antara muka langsung yang anda tidak dapat dengan keyboard. Ada yang mengesan dan menyatakan mood, seperti EEG beanie (Buat: Jilid 43), atau untuk mengukur perhatian yang dibayar kepada antara muka pengguna grafik.

Karashchuk adalah seorang ahli sains statistik dan sains komputer, dan dia mengusahakan bagaimana perisian menafsirkan maklumat yang diperoleh oleh EEG, membangunkan perpustakaan yang membantu memproses isyarat dan menjadikannya output. Tetapi isyarat datang dengan sangat bising, dan perisian itu perlu menggunakan pembelajaran mesin untuk menyusunnya.

Cap, dengan OpenBCI di belakang. Foto: Anja Ulfeldt

Di samping itu, menunjuk Vega, ia boleh menjadi mahal untuk bekerjasama dengan BCI, dan tafsiran EEG menghadapi keraguan dari masyarakat akademik. Dalam penetapan pameran, terdapat penghalang tambahan pengajar pelawat untuk benar-benar mengawal antara muka. Ia adalah satu kemahiran yang diperoleh, dan satu yang sangat sukar untuk menguasai, atau bahkan mengambil asas-asas.

"Antara muka latihan adalah sekatan jalan besar kepada BCI yang digunakan untuk mengawal peranti yang berbeza," kata Stephan Frey dari Cog Tech. "Ini seperti bukti konsep. Sekiranya kita boleh mendapatkan orang, bahkan hanya beberapa orang di Exploratorium yang tidak pernah menggunakannya sebelum ini, dan menggunakan kumpulan pelawat ini untuk mengajar mereka tentang BCI tetapi juga menunjukkan bahawa paradigma antara muka latihan ini boleh bekerja pada orang yang belum mencuba sebelum , maka itu membuat kes yang benar-benar kukuh yang boleh digunakan ... jika anda lumpuh, atau terkunci, atau mempunyai kecacatan yang lebih besar di mana anda bergantung pada BCI. "

Dari segi sejarah, BCI telah digunakan terutamanya untuk penyelidikan saintifik, kata Frey, yang merupakan sains kognitif yang menuntut ilmu. Tetapi kerana alat-alat itu semakin ketat, ketika kita mendapatkan maklumat lebih lanjut, mereka dapat digunakan untuk menyalurkan maklumat kembali ke sains, dan bahkan untuk lebih banyak masalah praktikal.

Karashchuk menyesuaikan topi. Foto: Anja Ulfeldt

Mudah membayangkan aplikasi untuk lengan robot yang dikuasai oleh otak. Seorang pesakit terkunci boleh melakukan tugas untuknya. Krew Cog Tech telah menggunakannya untuk mengawal penerbangan drone. Dan BCI mempunyai aplikasi yang berpotensi dalam kawalan komputer asas. Tetapi Vega mempunyai motivasi yang lebih peribadi juga. "Saya mahu menjadi cyborg," katanya. "Itu matlamat jangka panjang saya. Saya akan bekerja sepanjang hidup saya untuk menjadikan ini realiti. Tiada apa-apa yang membuat saya berdegup lebih cepat daripada impian ini dipertingkatkan oleh teknologi.Impian ini diperkuat, dan menambah keupayaan saya sebagai manusia, dan cuba untuk menolak sempadan. "Vega menggelengkan kepalanya untuk mendapatkan sambungan yang lebih baik dengan EEG. Matlamatnya untuk semester musim bunga adalah untuk belajar memacu kerusi roda dengan teknologi.

Lengan Ferran. Foto: Anja Ulfeldt

Untuk membuat ini berlaku, memerlukan lebih banyak pembelajaran komputer. Oleh kerana itu, lengan pada dasarnya hanya berayun ke belakang dan sebagainya. Ferran, yang membina lengannya, menggabungkan Arduino Mega dengan komponen dari lengan bartending lama, dan memberikannya hanya satu paksi kerana BCI hanya boleh mengendalikan satu tahap kebebasan lagi - kiri dan kanan.

"Ia agak sukar," kata Kim sambil bergerak. "Bahagian yang paling sukar ialah memikirkan cara yang dapat mengawal lengan; membayangkan menggerakkan lengan kiri atau kanan saya berbeza dari memindahkannya. "

Namun, Kim berkata dia dapat merasakan dirinya semakin baik. Latihan selama berjam-jam atau hari boleh membuat perbezaan yang besar dalam seberapa berkesan seseorang dapat mengawal sesuatu.

"Otak anda sebenarnya belajar untuk menghasilkan gelombang ini," tambah Karashchuk. Dengan cara itu, BCI melatih kita sama seperti kita melatihnya.


Nota editor:

  • Di San Francisco? Lawati pameran di Exploratorium sehingga 1 Mac.
  • Conor Russomano dari OpenBCI memberi keyakinan kepada Cog Tech. Baca cerita tentang membuat antara muka otak komputer sumber terbuka di sini.
  • Projek Berkeley Cog Tech adalah sumber terbuka. Jika anda ingin membinanya (atau sesuatu seperti itu), cari "kinetik minda" pada github Tomas Vega. (Dan hantar foto kepada kami!)
  • Versi sebelumnya cerita ini memberikan lengan dua darjah kebebasan, bukannya satu, dan merujuk untuk menyesuaikan alat dengar OpenBCI dan bukannya papan EEG OpenBCI.

Foto dari Anja Ulfeldt.

Kongsi

Meninggalkan Komen