Hjernelæsende headset Galea kan gøre tastaturer forældede

Conor Russomanno arbejder på nogle ret høje ting: Han er ved at bygge et headset, der vil være i stand til non-invasivt at læse folks tanker og bruge dem til at styre morgendagens computergrænseflader. Men lige nu er hans store bekymring, om han valgte det rigtige navn til sin startup.

"Du ved det," sagde Russomanno, medstifter og administrerende direktør for en hjerne-computer interface opstart kaldet OpenBCI, "nogle gange ville jeg ønske, at vi havde navngivet vores virksomhed OpenMCI - ligesom, tænke på computergrænseflade eller sådan noget."

Russomanno er ikke den første grundlægger - og vil ikke være den sidste - der oplever øjeblikkelige fortrydelser over at navngive sit firma. Men i hans tilfælde har den fortrydelse intet at gøre med, at navnet potentielt ikke giver genklang med fokus grupper, eller krænkelse af et varemærke, eller nogen af ​​de andre hverdagsmæssige årsager, som en grundlægger kan have anden tanker.

Faktisk er det et meget teknologisk industriremix af en klassisk filosofisk gåde: Forskellen mellem hjernen og sindet. Og det er måske bare fremtiden for computing, som vi kender den.

Opbygning af en hjerne sind-computer interface

Lad os bakke lidt op. Første gang Russomanno blev for alvor interesseret i hjernen, havde han netop fået en traumatisk hjerneskade. Som college-fodboldspiller havde han fået hjernerystelse før. Men den, han led i 2010, mens han spillede rugby for Columbia Universitys klubhold, var anderledes. "Jeg havde problemer med at læse og studere," fortalte Russomanno til Digital Trends. "Jeg begyndte virkelig at overveje forskellen mellem hjerne og sind. Hvis man beskadiger ’hardwaren’, kan man mærke det i ’softwaren’. Jeg gik til en række psykologer og neurologer, og de fortalte mig alle, at jeg havde det fint. [Men jeg havde det ikke] godt."

Russomanno kom sig over hjernerystelsen, men hans interesse for hjernen vaklede ikke. Et år senere befandt han sig i en graduate school, hvor han studerede i Design and Technology MFA-programmet på Parsons School of Design. Russomanno blev bedt om at bygge et projekt til sin fysiske computerklasse. Da han så sig omkring, fandt han en online tutorial der præciserede, hvordan man hacker hjernebølger ud af et elektroencefalografi (EEG) legetøj og ind i open source-software. "Det var begyndelsen på min forfølgelse af BCI," sagde han. "Har ikke set tilbage siden."

OpenBCI, en startup baseret i Brooklyn, New York, bragede ind på scenen i 2015 med en et parKickstarter projekter der havde til formål at bygge hjerne-computer grænsefladeprojekter for forskere på et budget. Mellem dem rejste de en skygge under $400.000 og lancerede virksomheden. Nu er OpenBCI tilbage med sit mest ambitiøse projekt til dato: Et virtual reality- og augmented reality-kompatibelt, sensorbesat headset kaldet Galea, annonceret i denne måned.

Galea, som i første omgang sendes engang i 2021, er en af ​​en voksende antal af bærbare EEG-headset, der overvåger elektrisk aktivitet i hovedbunden og videresender denne information til en computer.

Ideen om at bruge EEG-input som en måde at kommunikere direkte med en computer er ikke en ny idé. I begyndelsen af ​​1970'erne, Jacques Vidal, en professor ved Brain Research Institute ved University of California, Los Angeles (UCLA), opfandt udtrykket "hjerne-computer interface" for at beskrive denne forestilling. "Kan disse observerbare elektriske hjernesignaler sættes til at fungere som informationsbærere i menneske-computer kommunikation eller med det formål at kontrollere sådanne eksterne apparater som proteseanordninger eller rumskibe?" Vidal overvejet i en forskningsartikel fra 1973. "Selv på det eneste grundlag af de nuværende stater inden for computervidenskab og neurofysiologi, kan man antyde, at en sådan bedrift potentielt er lige om hjørnet."

Tingene har taget betydeligt længere tid, end Vidal kunne have gættet i første omgang. Men EEG begynder endelig at leve op til sit potentiale. Selv i de sidste mange år er teknologien blevet mere bærbar og effektiv. Løftet om Galea handler dog om mere end blot EEG. Headsettet vil angiveligt indeholde flere sensorer - ikke kun elektroencefalogram, men også elektrookulografi (EOG), elektromyografi (EMG), elektrodermal aktivitet (EDA) og fotoplethysmografi (PPG). Det betyder, at det vil indsamle data fra ikke kun hjernen, men også brugerens øjne, deres hjerte, deres hud og deres muskler, hvilket gør det muligt at "objektivt måle" en række indre tilstande via kroppens biologiske reaktioner på stimuli.

Ifølge OpenBCI skulle dette give Galea mulighed for nøjagtigt at kvantificere engagementsmålinger, herunder lykke, angst, depression, opmærksomhedsspændvidde, interesseniveau og mere - alt sammen i realtid.

"Måden neurovidenskabelige samfund i øjeblikket gør det, der kaldes multimodal sensing - eller jeg kan lide at kalde sensorfusion - er, at de køber en antal forskellige produkter fra forskellige tredjepartsudviklere [og] så skal disse data sammenføjes i software," Russomanno sagde. "Dette giver problemer, fordi tidslåsning er meget, meget vigtigt. Hvis du forsøger at vide præcis, hvordan en persons fysiologi eller hjerne eller sind ændrer sig som reaktion på stimuli, skal du sørge for, at alle de data er meget, meget tæt tidslåst til selve stimuli. Den måde, folk gør dette på nu, er, at de har forskellige drivere, forskellig software og forskellige hardwareopsætninger. Det er en meget kedelig proces lige nu for neurovidenskabsmænd og udviklere [forskning og udvikling]."

Samfund af tankelæsere

Denne idé om at kombinere data fra forskellige kilder er, hvor spørgsmålet om hjerne-versus-sind kommer i spil. Forskellen mellem hjernen og sindet er, som Russomanno påpegede, forskellen mellem hardware og software. Sindet er uden tvivl forbundet med hjernen, men det er ikke nødvendigvis det samme. Hjernen er et fysisk organ, mens sindet er et uhåndgribeligt, hypotetisk begreb, der relaterer sig til en persons forståelse af verden, bevidsthed og tankeprocesser.

Dualisme hævder, at vores sind er mere end blot vores hjerner. Dette er et spirituelt koncept, men en version af det gælder her. Hvis du forsøger at måle nogens tankeprocesser, kan du gøre det bedre end blot at begrænse dig til den forholdsvis lave rumlige opløsning af EEG-hjerneanalyse. Ved du, hvordan de siger, at øjnene er vinduerne til sjælen? Nå, måske er andre kropslige reaktioner også det. Byg nok vinduer i et hus, og du burde være i stand til at se, hvad der sker indeni.

Værdifulde indikatorer for sindet kunne findes ved for eksempel at bruge billedbaseret øjensporing til udlede information om hensigt, interesse og ophidselse, som derefter kunne krydshenvises til EEG data. Disse kombinerede datasæt har væsentlig større forudsigelsesværdi end blot et enkelt. Som Russomanno ligeud udtrykker det: “Vi er ligeglade med hjernen; vi ved bare, at hjernen er kernen i nervesystemet og sindets kerne. Det, vi virkelig bekymrer os om, er menneskelige følelser, menneskelige hensigter. Vi bekymrer os om interne sindstilstande og den måde, miljøer og aktiviteter ændrer det på."

Hvad Galea lover at levere, er en tidslåst række af sensorinput integreret på hardwareniveau. Ved at kombinere disse forskellige sensoraflæsninger mener Russomanno, at det vil være muligt mere præcist at skabe en sind-computer-grænseflade.

På en måde kunne man tænke på disse sensorer som agenter på linje med, hvad afdøde A.I. forsker Marvin Minsky beskrevet i sin bog fra 1986 Sindets samfund. Minsky foreslog, at menneskelig intelligens er det samlede resultat af interaktioner mellem en lang række simple mekanismer, der ikke i sig selv er særlig intelligente. Minsky giver eksemplet med de forskellige midler, der går ind i at drikke en kop te. Du har, foreslår han, et gribemiddel, der fokuserer på at holde fat i koppen. Du har et balanceringsmiddel, der fokuserer på at forhindre, at teen spilder. Du har et tørstmiddel, der forsøger at få næring ved at få dig til at drikke teen. Og du har et udvalg af flyttemidler, der er ansvarlige for at formidle koppen til dine læber. Sammen skaber de et eksempel på intelligent adfærd - også selvom vi måske ikke tænker på tedrikning som en særlig intelligent opgave. Et lignende samfund kunne opnås ved at kombinere forskellige sensorinput til tankelæsningsformål.

Tænk på mulighederne

Det store spørgsmål er selvfølgelig, hvad alt dette skal bruges til. Russomanno er klar over, at det OpenBCI bygger er en platform, ikke et færdigt produkt. Galea leveres med et tilsluttet VR-headset og et Unity-baseret SDK, der vil give et par grundlæggende eksempler på sindekontrolleret VR i praksis (forestil dig at bruge muskeldata fra dit ansigt til at køre bil eller flytte virtuelle objekter gennem en type VR telekinese). Men de reelle anvendelser vil blive udviklet af de mennesker, der får adgang til værktøjet.

"Det, vi gør med Galea, er at prøve at kaste alle de klokker og fløjter ind, vi kan," sagde han. "Vi ønsker at tilbyde en legeplads, en udviklerlegeplads, for at give vores kunder og udvikleren mulighed for det samfund som helhed for at begynde at gøre opdagelser om, hvilke sensorer der er nyttige til hvilke typer applikationer."

En ting, han ikke er i tvivl om, er, hvor transformerende det hele kunne være. I den lave ende kan du forestille dig spil, der fornemmer dine fysiologiske reaktioner og justere deres gameplay i overensstemmelse hermed. På et mere dybtgående niveau, tænk på en app eller et operativsystem, der kender den bedste måde for dig at arbejde for maksimal produktivitet og ændrer sig selv baseret på det.

"I løbet af de sidste 20 år er vi virkelig gået ind i en opmærksomhedsøkonomi - på godt og ondt," sagde Russomanno. "Det, de største virksomheder i verden bekymrer sig om, er at forstå brugerpræferencer, brugerengagement. Hvad tænder nogen op? Hvad får nogen til at ønske at klikke og købe noget? Hvad får nogen til at ønske at blive i en applikation eller oplevelse i modsætning til at logge ind på et andet værktøj eller en anden applikation?"

Værktøjer som Galea sigter mod at gøre denne form for information mere synlig og handlebar end nogensinde. Og det er kun begyndelsen. "Det kommer til at være [en game-changer], når teknologien virkelig bliver empatisk og udvikler sig fra dette one-size-fits-all idé om 'lad mig designe den mest attraktive grænseflade til den brede offentlighed', sagde Russomanno. "Det, vi kommer til at se, er operativsystemer, der [kontinuerligt] tilpasser deres indstillinger og grænseflader og applikationer til den enkeltes præferencer. I mit sind er det ubestrideligt, at dette kommer til at ske."

Hvis det gør, vil det ikke kun være Russomannos sind, at denne revolution finder sted i. Det bliver alle vores.

Redaktørernes anbefalinger

• Elon Musk planlægger 'show and tell'-begivenhed om hjerne-computerteknologi