Beyin-Makine Arayüzleri: Nelerdir ve Nasıl Çalışırlar?

Sadece zihninizi kullanarak bir robotu kontrol edebileceğinizi veya bir video oyunu oynayabileceğinizi hayal edin. Kulağa bilim kurgu gibi geliyor, ancak beyin-makine arayüzleri (BMI'ler) tam olarak bunun için kullanılıyor. Eğlenceden tıbba uygulamalarla BMI'ler, bildiğimiz haliyle teknoloji dünyasını değiştirmeye hazırlanıyor. Ama onlar tam olarak nedir? Ve nasıl çalışırlar?

Bu makale, mevcut örnekler, nasıl çalıştıkları ve gelecekte BMI'lerin ne için kullanılabileceği dahil olmak üzere beyin-makine arayüzleri hakkında her şeyi kapsayacaktır.

Beyin-Makine Arayüzü Nedir?

Beyin-bilgisayar arayüzleri olarak da bilinen beyin-makine arayüzleri (BMI'ler), beyninizle harici bir cihaz arasında köprü kuran cihazlardır. İnsan beyni aktivitesini okuyabilir ve bu bilgiyi doğrudan bir bilgisayar sistemine iletebilirler. Örneğin, bir BMI, bir hastanın robotik bir protezi kontrol etmesine yardımcı olabilir. Veya kullanıcının yalnızca düşüncelerini kullanarak bir kelime işlemciye yazmasını sağlayabilir.

BMI'ler invaziv veya non-invaziv olabilir. İnvaziv bir BMI ameliyat gerektirir ve genellikle beyin sinyallerini daha doğru iletmek için elektrotları doğrudan kafa derisinin altına yerleştirmeyi içerir. Öte yandan, invaziv olmayan BMI'ler ameliyatsız başın üzerine yerleştirilir ve beyninizin elektriksel aktivitesini okur. Dezavantajı, bu aktivitenin çoğunun kafatası tarafından sönümlenmesidir, bu nedenle invaziv olmayan BMI'ler genellikle daha az güçlüdür.

Beyin-Makine Arayüzleri Nasıl Çalışır?

Düşündüğümüzde beynimiz, beyin hücreleri (nöronlar olarak bilinir) aracılığıyla gönderilen elektrik sinyalleri üretir. Bu elektrik sinyalleri tıbbi cihazlar tarafından alınıp yorumlanabilir ve aslında bu, beyin hastalıklarını teşhis etmek için onlarca yıldır yapılıyor.

Bunu yapmanın iki yöntemi elektroensefalografi (EEG) ve elektromiyografi (EMG) olarak adlandırılır. EEG beyinden gelen elektrik sinyallerini yorumlarken, EMG kaslardan gelen bu sinyalleri yorumlar.

Beynin koşullarını teşhis etmek için, EEG ve EMG okumaları, beynin elektriksel aktivitesinde belirli modeller üreten hastalık durumları ile "normal" beyin aktivitesiyle karşılaştırılır. Ancak şimdi daha da ileri gidebiliriz.

Son gelişmeler, duygusal durumlar, yapmak üzere olduğunuz hareketler veya eylemler ve hatta belirli düşünceler dahil olmak üzere beynin faaliyetlerinden daha fazla bilgi toplayabildiğimiz anlamına geliyor.

Makine öğrenimi algoritmaları, bu belirli durumların nasıl "göründüğünü" (elektriksel aktiviteleri açısından) belirleyebilir. Bu algoritmalara kontrollü deneylerden elde edilen EEG ve EMG verilerinin parçaları verilir ve beyin aktivitesindeki modeller keşfedilir. Beyin aktivitesi daha sonra belirli zihinsel durumları veya eylemleri ("sola hareket" gibi) belirlemek için gerçek zamanlı olarak izlenir ve analiz edilir.

Mevcut BMI Örnekleri

Birçoğu birbirinden büyük ölçüde farklı olan birkaç güncel BMI örneği vardır. BMI'lerle mümkün olanın çok büyük bir potansiyeli olduğundan, birçoğu tamamen farklı alanlarda aynı anda tasarlanıyor. Bazı BMI'ler, öncelikle tıbbi amaçlar için, engellilerin tekrar yürüyebilmelerini sağlamak veya el kullanmadan cihazları kontrol etmek için kullanılır. Diğerleri oyun ve boş zaman etkinlikleri için tasarlanmıştır.

Koklear İmplantlar

Koklear implantlar, BMI'lerden bahsedildiğinde birçok insanın dikkate alacağı bir şey değildir, ancak aslında bir kullanıcının beynini bir makineye bağlayan ilk teknolojilerden biridir. Sağır veya yakın sağır olanlara ses duygusunu geri vererek çalışırlar. İmplant cerrahi olarak kullanıcının derisinin altına yerleştirilir, çevredeki sesi almak için bir mikrofon kullanır, ardından sesi güçlendirir ve elektrik darbeleriyle kullanıcının beynine iletir.

İlham perisi

İlham perisi kullanıcıdaki duygusal durumları tespit edebilen bir "algılayıcı kafa bandı"dır. Başlangıç ​​​​şirketinin çalışan sağlığına odaklanan programları vardır. Çalışan, kafa bandını takar ve kafa bandından gelen geri bildirimlere dayanarak stres seviyelerini ve üretkenliğini yönetebilir.

Drone Kontrolü

2015 yılında, Florida Üniversitesi'nden araştırmacılar, kullanıcının yalnızca aklını kullanarak bir drone'u yönlü olarak kontrol etmesine izin verebilecek bir BMI kafa bandı geliştirdi.

sinirlenebilir

2017 yılında, sinirlenebilir BMI kontrollü bir kaçış odası olan bir kavram kanıtı oyunu yayınladı. Oyuncular bir VR kulaklığı takıp odadan sadece düşüncelerini kullanarak kaçtılar. Neurable, akıllı telefonunuzu (örneğin, şarkıları atlama veya duraklatma) zihniniz aracılığıyla kontrol etmenizi sağlayan ürünler geliştirmeye yönelik planlar.

Elon Musk'ın ünlü şirketi sinir bağlantısı invaziv bir BMI örneğidir. Neuralink, cerrahi olarak implante edilen "ipleri" kullanarak, beyni ultra yüksek bant genişliği araçlarıyla bir bilgisayara bağlamayı amaçlıyor. Neuralink'in nihai amacı, insanların geleneksel yapay zeka sistemlerini geride bırakmasına yardımcı olmaktır. Neuralink (ünlü olarak) bir maymun hastada zaten test edildi ve maymun, Pong'u tamamen düşünerek oynayın.

Şu anda geliştirilmekte olan BMI'lerin diğer örnekleri arasında Kernel, NextMind, Neurosity ve Nectome bulunur.

BMI'ler Gelecekte Ne İçin Kullanılacak?

BMI'lerin bir uygulaması, kullanıcıya zihinsel durumları hakkında geri bildirim sağlamaktır. Örneğin, bir BMI, yüksek düzeyde uyuşukluk veya dikkatsizlik algılayabilir ve araba veya tehlikeli makineler kullanmak gibi yüksek riskli ortamlarda uyarılar sağlayabilir. Bir BMI, ordu için çeşitli potansiyel kullanımları olan duyguları düzenlemek ve hatta ağrıyı azaltmak için de kullanılabilir.

BMI'ler de var tıpta düzinelerce potansiyel uygulama. Örneğin, amputelerde gelişmiş protezleri kontrol etmek veya Alzheimer veya Parkinson hastalığı gibi nörolojik durumları tedavi etmek için kullanılabilirler.

Tüketici alanında, BMI'ler sayısız şey için kullanılabilir. Kullanıcılar, akıllı evlerini akıllarıyla kontrol edebilir, ışıkları açıp kapatabilir, kanal değiştirebilir ve hatta ruh hallerine göre otomatik olarak oluşturulan çalma listelerini bile alabilirler. Kuşkusuz, sanal gerçeklikte ve denetleyicileri kullanmanın tam daldırma için son engellerden biri olduğu diğer oyunlarda BMI'ler için büyük bir alan olacaktır.

BMI: Zihin Kontrolü

Beyin-makine arayüzleri, şüphesiz gelecekte, bilimkurgu filmlerinde tasvir edildiği şekilde aşağı yukarı tam olarak olacak. Aslında, insan beynini çok genişletebilecek yeteneklere sahip olan birçoğu zaten ticari olarak mevcuttur. Bir gün artık düğmelere basmanız veya komut yazmanız gerekmeyecek. Ellerinizi hiç kullanmadan evinize girebilecek, ışıkları açıp kapatabilecek ve sanal gerçeklikte oyunlar oynayabileceksiniz.

Teknoloji Biyolojiyle Buluştuğunda: Sağlık Hizmetlerinin Geleceğini Şekillendiren 6 Tıbbi Teknoloji

Yerel sağlık tesislerinize gelmek üzere olan bazı hayat kurtarıcı teknolojilere şaşıracaksınız.

Sonrakini Oku

Yazar hakkında