Gerdab.IR | گرداب

ایجاد پهنای باند مناسب برای ارتباط انسان و رایانه

تاریخ انتشار : ۲۰ تير ۱۳۹۶

سازمان دارپا در حال تحقیق روی پروژه‌ای است که پهنای باند مناسب را برای برقراری ارتباط مستقیم بین انسان و رایانه فراهم کرده و بیماری‌های حسی را برطرف می‌کند.

به گزارش گرداب، سازمان دارپا در سال 2016 برنامه‌ی «طراحی سامانه‌ی مهندسی عصبی یا نِسد» (NESD1) را باهدف ساخت ایمپلنتی در قالب رابط عصبی آغاز کرد تا بتواند پهنای باند انتقال اطلاعات بین ذهن و تجهیزات الکترونیکی را افزایش بدهد. این رابط می‌تواند سیگنال‌های الکتروشیمیایی مورد استفاده توسط نورون‌های مغز را به صفر و یک دیجیتالی تبدیل کرده و این کار را در مقیاسی وسیع‌تری انجام بدهد.
پروژه‌ی یاد شده در صورت موفقیت به دانشمندانی که در زمینه‌های عصب بینایی، شنوایی و گفتاری فعالیت می‌کنند، امکان می‌دهد تا روش‌های درمانی جدیدی را برای افرادی که دارای نارسایی حسی هستند درمان کنند.
سازمان دارپا به تازگی با 5 موسسه‌ی تحقیقاتی و یک شرکت که قصد پشتیبانی را از برنامه‌ی نِسد دارند، قرارداد همکاری امضا کرده است. این مراکز شامل دانشگاه‌های کلمبیا، براون و کالیفرنیا برکلی، بیناد «Voir et Entendre2»، آزمایشگاه جان بی. پیرس (John B. Pierce Laboratory) و پارادرامیکس (Paradromics) می‌شوند.
مراکز تحقیقاتی یاد شده گروه‌هایی را برای توسعه تحقیقات بنیادی و فناوری اجزای مورد نیاز برای دیدگاه نِسد تشکیل دادند. این افراد در حال ساخت رابط‌های عصبی دقت بالا و یکپارچه‌سازی آن‌ها هستند. به عنوان نمونه‌ای از کاربرد این فناوری می‌توان به امکان درمان بیماری‌های عصبی و ترمیم حسی اشاره کرد. در این طرح 4 گروه روی بینایی و 2 گروه روی جنبه‌های شنوایی و گفتاری تمرکز کرده‌اند.
فیلیپ آلولدا (Phillip Alvelda)، مدیر برنامه نِسد گفت: «این برنامه آینده‌ای را ترسیم می‌کند که در آن ابزارهای پیشرفته‌ی عصبی، وفاداری، دقت و رابط حسی برای پروژه‌های درمانی ارائه می‌دهند. با افزایش ظرفیت رابط عصبی پیشرفته بیش از یک میلیون نرون به صورت موازی درگیر می‌شوند. چنین طرحی امکان ایجاد یک ارتباط دو طرفه‌ی قدرتمند ذهنی را فراهم کرده و به ما اجازه می‌دهد درک بهتری از ساختار، پیچیدگی و عملکرد ارگان‌ها پیدا کنیم.»
با وجود اینکه دستیابی به هدف فعالیت موازی یک میلیون نورون با یکدیگر بسیار بلند پروازانه است، آلواندا گفت: «ذهن انسان دارای 86 میلیارد نورون است و یک میلیاردِ یاد شده درصد کمی از آن را شامل می‌شود. پیچیدگی‌های عمیق‌تر این شبکه برای مدت زمان بیشتری ناشناخته باقی خواهند ماند؛ اما اگر ما موفق شویم سیگنال‌های حسی را مستقیماً به مغز ارسال کنیم، نسد، پایه‌های وسیعی را برای روش‌های درمانی عصبی جدید ایجاد می‌کند.»
برنامه‌ی نسد در سال اول روی توسعه‌ی پیشرفت‌های بنیادی در سخت‌افزار، نرم‌افزار، علوم عصبی و آزمایش پیشرفت آن‌ها در حیوانات و سلول‌های کشت شده تمرکز دارد. فاز دوم این برنامه روی مطالعات پایه‌ای تمرکز داشته و هم‌زمان با کوچک‌سازی و ادغام دستاوردها، راه‌های ممکن برای تصویب آزمایش‌های قانونی روی انسان مورد توجه قرار می‌گیرد. در راستای این موضوع سازمان دارپا با اداره‌ی غذا و داری آمریکا (FDA3) همکاری خواهد کرد تا در زمینه‌ی مسائلی مانند، تأمین امنیت دراز مدت، حفظ حریم خصوصی، امنیت اطلاعات، سازگاری با دیگر ابزارها و تعداد بسیار زیادی جنبه‌های دیگر تحقیق کرده و پتانسیل کاربردی فناوری‌های جدید ارزیابی می‌شوند.
فراخوانی پیشنهادهای صورت گرفته‌ی مرتبط با پروژه‌ی نسد مجموعه از اهداف فنی خاص شامل توسعه‌ی یک بسته ایمپلنت برای نیرو، ارتباطات و نگرانی‌های سازگاری زیستی است. یکی از چالش‌های اساسی طرح یاد شده به دست آوردن درک عمیقی از نحوه‌ پردازش‌های شنوایی، گفتاری و دیداری توسط مغز، در کنار سطح دقت فردی نورون‌ها و به دست آوردن مقیاس کافی برای نمایش با جزئیات تصویر و صدا است. مراکز تحقیقاتی یاد شده وظیفه دارند بینش‌های مربوط به فرایندهای بیولوژیکی را برای توسعه‌ی راهبردهای تفسیر سریع فعالیت‌های عصبی، با منابعی که از کم‌ترین انرژی و توان محاسباتی پایین برخوردار هستند اعمال نمایند
پژوهشگرانی در رشته‌های عصب‌شناسی، الکترونیک کم قدرت، فوتونیک، بسته‌بندی دستگاه‌های پزشکی، تولید، مهندسی سیستم، ریاضیات، علوم رایانه و ارتباطات بی‌سیم، گروه‌های مذکور را تشکیل داده‌اند.
پژوهشگران علاوه بر غلبه به چالش‌های مهندسی سخت‌افزار، سازگاری با محیط و ارتباطی باید روش‌های ریاضی و محاسباتی پیشرفته‌ای را برای رمزنگاری و رمزگشایی داده‌های عصبی و فشرده‌سازی اطلاعات ایجاد کنند تا بتوان آن‌ها را از طریق پهنای باند و توان محاسباتی محدود موجود پردازش کرد.
دارپا ادعا کرد متعهد شده است تا مفاهیم اخلاقی، حقوقی، اجتماعی را برای فناوری نسد مورد بررسی قرار بدهد. به همین دلیل با متخصصانی از اصول اخلاقی پزشکی است تا این پروژه و فناوری‌های مرتبط با آن ارزش‌های اجتماعی را به حداکثر خواهند رساند و خطرات احتمالی به حداقل می‌رسند.
هم‌اکنون مراکز تحقیقاتی بسیاری مانند دانشگاه ام.آی.تی و فیس‌بوک، اپن. اِی.آی (Open AI) در حال ایجاد روشی برای برقراری ارتباط ذهنی بین انسان و رایانه هستند. ایلان ماسک مدیرعامل اپن. ای.آی در گذشته گفته بود که سرعت ارتباط انسان و رایانه با شیوه‌های فعلی بسیار پایین است و اگر انسان‌ها می‌خواهند از انقراض خود جلوگیری کنند باید به یک سایبورگ تبدیل شده یا روشی برای افزایش سرعت برقرار ارتباط ایجاد کنند و به همین منظور شرکت نیورالینک (Nuralink) را تأسیس کرد.
از طرفی نتایج پژوهش گروهی از محققان نشان داد سرقت رمز عبور کاربران از طریق ایمپلنت‌ها و امواج مغزی به سادگی امکان‌پذیر است. دارپا ادعا می‌کند در فناوری موردبحث خود، امکان بینایی، شنوایی و گفتاری از طریق رصد امواج مغزی به آن‌ها بازگردانده می‌شود؛ اما مشخص نکرد که آیا این دستاورد به صورت آفلاین کار می‌کند یا باید برای انجام پردازش‌های خود به اینترنت متصل باشد. در صورت کار کردن این محصول به شیوه‌ی دوم خطر بزرگی کاربران را تهدید می‌کند؛ زیرا در گذشته نیز روش‌هایی برای هک ایمپلنت‌های مغزی به وجود آمده بود؛ اما در این روش جدید هکرها از هر نقطه‌ای می‌توانند به افکار کاربران دسترسی پیدا کرده و اطلاعات محرمانه‌ی آن‌ها را به سرقت برده یا تغییر بدهند.
برای نمونه هم‌اکنون نیز گروهی از دانشمندان ادعا می‌کنند از طریق به کار بردن روشی خاص توانسته‌اند حافظه‌ی حلزونی را دست‌کاری کرده و خاطرات آن را پاک کنند. در نتیجه احتمالاً مجرم‌ها مدت کمی بعد از عرضه این فناوری خواهند توانست، راهی برای نفوذ به آن پیدا کنند. همچنین سازندگان این نوآوری خود می‌توانند به سادگی مصرف‌کنندگان را برای دستیابی به اهداف خود زیر نظر بگیرند.
__________________________
1- Neural Engineering System Design program
2- با نام دیگر The Seeing and Hearing Foundation
3- Food and Drug Administration