Hersenleesheadset Galea kan toetsenborden overbodig maken

Conor Russomanno werkt aan een aantal behoorlijk verheven dingen: hij bouwt een headset die op niet-invasieve wijze de gedachten van mensen kan lezen en deze kan gebruiken om de computerinterfaces van morgen te besturen. Maar op dit moment is zijn grote zorg of hij wel of niet de juiste naam voor zijn startup heeft gekozen.

‘Weet je,’ zei Russomanno, de mede-oprichter en CEO van een startup die een brein-computerinterface startte OpenBCI, “Soms zou ik willen dat we ons bedrijf OpenMCI hadden genoemd, zoals een mindcomputerinterface of iets dergelijks.”

Russomanno is niet de eerste oprichter – en zal ook niet de laatste zijn – die kortstondige spijt ervaart over de naamgeving van zijn bedrijf. Maar in zijn geval heeft die spijt niets te maken met het feit dat de naam mogelijk niet resoneert met de focus groepen, of inbreuk op een handelsmerk, of een van de andere alledaagse redenen die een oprichter op de tweede plaats zou kunnen hebben gedachten.

In feite is het een zeer technische remix van een klassiek filosofisch raadsel: het verschil tussen de hersenen en de geest. En misschien is dit wel de toekomst van computergebruik zoals wij die kennen.

Een... bouwen brein mind-computer-interface

Laten we even een back-up maken. De eerste keer dat Russomanno serieus geïnteresseerd raakte in de hersenen, had hij net een traumatisch hersenletsel opgelopen. Als universiteitsvoetballer had hij eerder hersenschudding gehad. De pijn die hij in 2010 leed toen hij rugby speelde voor het clubteam van Columbia University was echter anders. “Ik had problemen met lezen en studeren”, vertelde Russomanno aan Digital Trends. “Ik begon echt na te denken over het verschil tussen hersenen en geest. Als je de ‘hardware’ beschadigt, voel je dat aan de ‘software’. Ik ging naar een aantal psychologen en neurologen, en ze vertelden me allemaal dat het goed met me ging. [Maar ik voelde me niet] goed.’

Russomanno herstelde van de hersenschudding, maar zijn interesse in de hersenen wankelde niet. Een jaar later ging hij naar de graduate school en studeerde hij aan het Design and Technology MFA-programma aan de Parsons School of Design. Russomanno werd gevraagd een project te bouwen voor zijn fysieke computerklas. Toen hij om zich heen keek, vond hij een online-tutorial waarin precies werd uitgelegd hoe hersengolven uit een elektro-encefalografie (EEG) speelgoedje naar open source software konden worden gehackt. “Dat was het begin van mijn zoektocht naar BCI”, zei hij. ‘Ik heb sindsdien niet meer achterom gekeken.’

OpenBCI, een startup gevestigd in Brooklyn, New York, verscheen in 2015 op het toneel met een enkeleKickstarter-projecten dat tot doel had hersen-computerinterfaceprojecten te bouwen voor onderzoekers met een beperkt budget. Samen haalden ze een bijdrage van minder dan $ 400.000 op en lanceerden het bedrijf. Nu is OpenBCI terug met zijn meest ambitieuze project tot nu toe: een virtual reality- en augmented reality-compatibele, met sensoren bezaaide headset genaamd Galea, deze maand aangekondigd.

Galea, die in eerste instantie ergens in 2021 op de markt zal komen, is er één van groeiend aantal van draagbare EEG-headsets die de elektrische activiteit op de hoofdhuid monitoren en deze informatie doorgeven aan een computer.

Het idee om EEG-invoer te gebruiken als een manier om rechtstreeks met een computer te communiceren is geen nieuw idee. Begin jaren zeventig was Jacques Vidal, een professor aan het Brain Research Institute van de Universiteit van Californië, Los Angeles (UCLA), bedacht de uitdrukking ‘brain-computer interface’ om dit begrip te beschrijven. “Kunnen deze waarneembare elektrische hersensignalen worden ingezet als dragers van informatie in de mens-computer communicatie of met het doel externe apparaten zoals protheses of ruimteschepen te besturen?” Vidal waarover werd nagedacht in een onderzoekspaper uit 1973. “Zelfs op basis van de huidige stand van de techniek op het gebied van de informatica en neurofysiologie zou je kunnen suggereren dat een dergelijke prestatie potentieel om de hoek ligt.”

De zaken hebben aanzienlijk langer geduurd dan Vidal aanvankelijk had kunnen vermoeden. Maar EEG begint eindelijk zijn potentieel waar te maken. Zelfs de afgelopen jaren is de technologie draagbaarder en effectiever geworden. De belofte van Galea gaat echter over meer dan alleen EEG. De headset zal naar verluidt meerdere sensoren bevatten – niet alleen een elektro-encefalogram, maar ook elektro-oculografie (EOG), elektromyografie (EMG), elektrodermale activiteit (EDA), en fotoplethysmografie (PPG). Dit betekent dat het niet alleen gegevens verzamelt van de hersenen, maar ook van de ogen van de drager, hun hart, hun huid en hun lichaam. spieren, waardoor het mogelijk wordt om een ​​reeks interne toestanden ‘objectief te meten’ via de biologische reacties van het lichaam prikkels.

Volgens OpenBCI zou dit Galea in staat moeten stellen om de betrokkenheidsstatistieken, waaronder geluk, angst, depressie, aandachtsspanne, interesseniveau en meer, nauwkeurig te kwantificeren – en dat allemaal in realtime.

“De manier waarop de neurowetenschappelijke gemeenschap momenteel doet wat multimodale detectie wordt genoemd – of ik noem het graag sensorfusie – is dat ze een verschillende producten van verschillende externe ontwikkelaars [en] moeten deze gegevens vervolgens samenvoegen in software”, zegt Russomanno gezegd. “Dit levert problemen op omdat tijdsregistratie heel erg belangrijk is. Als je precies wilt weten hoe iemands fysiologie, hersenen of geest veranderen als reactie op stimuli, je moet ervoor zorgen dat al die gegevens heel, heel nauw gekoppeld zijn aan de stimuli zelf. De manier waarop mensen dit nu doen, is dat ze verschillende stuurprogramma's, verschillende software en verschillende hardware-instellingen hebben. Het is momenteel een erg moeizaam proces voor neurowetenschappers en [onderzoeks- en ontwikkelings]ontwikkelaars.”

Vereniging van gedachtenlezers

Dit idee van het combineren van gegevens uit verschillende bronnen is waar de kwestie van brein versus geest in het spel komt. In de meest losse vorm is het verschil tussen de hersenen en de geest, zoals Russomanno opmerkte, het verschil tussen hardware en software. De geest wordt ongetwijfeld geassocieerd met de hersenen, maar het is niet noodzakelijkerwijs hetzelfde. De hersenen zijn een fysiek orgaan, terwijl de geest een ongrijpbaar, hypothetisch concept is dat betrekking heeft op iemands begrip van de wereld, het bewustzijn en de denkprocessen.

Dualisme stelt dat onze geest meer is dan alleen maar onze hersenen. Dit is een spiritueel concept, maar een versie ervan is hier van toepassing. Als je iemands denkprocessen probeert te meten, kun je het beter doen dan jezelf simpelweg te beperken tot de relatief lage ruimtelijke resolutie van EEG-hersenanalyse. Weet je hoe ze zeggen dat de ogen de vensters naar de ziel zijn? Nou ja, misschien zijn andere lichamelijke reacties dat ook. Bouw voldoende ramen in een huis en je zou moeten kunnen zien wat er binnen gebeurt.

Waardevolle indicatoren van de geest kunnen worden gevonden door bijvoorbeeld gebruik te maken van op afbeeldingen gebaseerde eye-tracking informatie over intentie, interesse en opwinding afleiden die vervolgens kan worden vergeleken met EEG gegevens. Deze gecombineerde datasets hebben een aanzienlijk grotere voorspellende waarde dan één op zichzelf. Zoals Russomanno het botweg zegt: “We geven niet echt om de hersenen; we weten alleen dat de hersenen de kern van het zenuwstelsel en de kern van de geest zijn. Waar het ons echt om gaat is menselijke emotie, menselijke intentie. Wij geven om interne gemoedstoestanden en de manier waarop omgevingen en activiteiten die veranderen.”

Wat Galea belooft te bieden is een tijdgebonden reeks sensoringangen die op hardwareniveau zijn geïntegreerd. Door deze verschillende sensormetingen te combineren, gelooft Russomanno dat het mogelijk zal zijn om nauwkeuriger een mind-computer-interface te creëren.

In zekere zin zou je deze sensoren kunnen beschouwen als agenten in lijn met wat wijlen A.I. onderzoeker Marvin Minsky beschreef dit in zijn boek uit 1986 De samenleving van de geest. Minsky suggereerde dat menselijke intelligentie het totale resultaat is van interacties tussen een groot aantal eenvoudige mechanismen die op zichzelf niet bijzonder intelligent zijn. Minsky geeft het voorbeeld van de verschillende agenten die een kopje thee drinken. Je hebt, zo suggereert hij, een grijper die zich richt op het vasthouden van de beker. Je hebt een balanceermiddel dat erop gericht is te voorkomen dat de thee morst. Je hebt een dorstmiddel dat probeert voeding te krijgen door je de thee te laten drinken. En je hebt een assortiment verhuismiddelen die verantwoordelijk zijn voor het overbrengen van de beker naar je lippen. Samen creëren ze een voorbeeld van intelligent gedrag – ook al beschouwen we het drinken van thee misschien niet als een bijzonder intelligente taak. Een soortgelijke samenleving zou kunnen worden bereikt door verschillende sensorinputs te combineren voor gedachtenlezen.

Denk aan de mogelijkheden

De grote vraag is natuurlijk waar dit allemaal voor gebruikt zal worden. Russomanno is duidelijk dat wat OpenBCI bouwt een platform is en geen eindproduct. Galea wordt geleverd met een aangesloten VR-headset en een op Unity gebaseerde SDK die een paar basisvoorbeelden van geestgestuurde VR zal bieden in de praktijk (stel je voor dat je spiergegevens van je gezicht gebruikt om een ​​auto te besturen of virtuele objecten door een soort VR te verplaatsen telekinese). Maar de echte toepassingen zullen worden ontwikkeld door de mensen die toegang krijgen tot de tool.

“Wat we met Galea doen, is proberen alle toeters en bellen in te zetten die we kunnen”, zei hij. “We willen een speeltuin bieden, een ontwikkelaarsspeeltuin, waar onze klanten en de ontwikkelaar gebruik van kunnen maken gemeenschap in het algemeen om ontdekkingen te doen over welke sensoren nuttig zijn voor welke soorten toepassingen.”

Eén ding twijfelt hij niet: hoe transformerend dit allemaal zou kunnen zijn. Aan de ondiepe kant kun je je games voorstellen die je fysiologische reacties waarnemen en hun gameplay dienovereenkomstig aanpassen. Denk op een dieper niveau aan een app of besturingssysteem dat weet hoe je het beste kunt werken aan maximale productiviteit en zichzelf op basis daarvan aanpast.

“De afgelopen twintig jaar zijn we echt in een aandachtseconomie beland – ten goede of ten kwade,” zei Russomanno. “Wat de grootste bedrijven ter wereld belangrijk vinden, is het begrijpen van gebruikersvoorkeuren en gebruikersbetrokkenheid. Waar wordt iemand blij van? Wat zorgt ervoor dat iemand wil klikken en iets wil kopen? Wat zorgt ervoor dat iemand in een applicatie of ervaring wil blijven, in plaats van in te loggen op een andere tool of andere applicatie?

Tools zoals Galea zijn bedoeld om dit soort informatie beter vindbaar en bruikbaarder dan ooit te maken. En dat is nog maar het begin. “Het zal [een game-changer] zijn wanneer technologie echt empathisch wordt en hieruit evolueert one-size-fits-all idee van ‘laat mij de meest aantrekkelijke interface voor het grote publiek ontwerpen’”, aldus Rusomanno. “Wat we gaan zien zijn besturingssystemen die hun instellingen, interfaces en applicaties [voortdurend] aanpassen aan de voorkeuren van het individu. Wat mij betreft valt het niet te ontkennen dat dit gaat gebeuren.”

Als dat zo is, zal het niet alleen Russomanno’s geest zijn waarin deze revolutie plaatsvindt. Het zal allemaal van ons zijn.

Aanbevelingen van de redactie

• Elon Musk plant een ‘show and tell’-evenement over hersencomputertechnologie