"Не фантастика, а реальность". Как управлять компьютером силой мысли
Владимир Конышев участвует со своей командой "Нейроботикс" в предстоящих соревнованиях в Швейцарии. Его компания разрабатывает малоканальную нейрогарнитуру – устройство, позволяющее считывать сигналы с коры головного мозга и передавать их компьютеру. Проще говоря, управление компьютером происходит силой мысли. Такие разработки называют интерфейсами "мозг-компьютер".
- Владимир, расскажите, пожалуйста, подробнее о вашем проекте и на какой стадии сейчас находится прототип нейрошлема?
Нейрогарнитура состоит из неопреновой шапочки-шлема, в которую встроены электроды. На задней стороне шапочки находится биоусилитель, передающий данные по Bluetooth вычислительному устройству, которым является компьютер. Сейчас основная сложность состоит в том, для такой гарнитуры мы используем электроды, под которые добавляется электропроводящий гель. То есть кто-то должен нанести гель больному, требуется помощник. Наш следующий шаг – это разработка нейрогарнитуры на сухих электродах в 2017 году. После появления такого устройства интерфейс "мозг-компьютер" может использоваться большим числом людей без какой-либо помощи со стороны. Таким образом новые образцы будут более удобными для использования и намного более эстетичными.
Перед нами стояла задача разработать нейрогарнитуру, которую можно было бы использовать не только в лаборатории, но и в повседневной жизни. Эта цель была поставлена нами в рамках проекта для Фонда перспективных исследований. Мы работали над тем, чтобы нейрогарнитура была беспроводной, с небольшим количеством каналов, чтобы человек мог одновременно перемещаться и управлять робототехническим устройством – будь то квадрокоптер или колесный робот.
- А как будет решаться задача с помощниками? Ведь эти гарнитуры пока очень сложны и человеку требуется помощь третьей стороны, чтобы пользоваться такими устройствами.
Программа требует на начальном этапе консультации специалистов. Человеку нужно пройти специальное обучение, для чего создана программа. С ее помощью человек учится управлять своими состояниями, которые и позволяют давать мысленные команды. Их достаточно легко вызвать, поэтому они называются макросостояниями. На обучение требуется около 30 - 60 минут, за это время большинство людей может освоить три базовых команды. Чтобы управлять умным домом и играть в компьютерные игры этого вполне достаточно. Но, например, для управления квадрокоптером нужно освоить четыре команды, что уже дается сложнее.
- Какие сценарии для нейроинтерфейсов могут быть, кроме использования их людьми с ограниченными возможностями?
Во-первых, для здоровых такая гарнитура дает возможность без джойстиков и клавиатур играть в компьютерные игры. Для людей же с нарушением моторных функций сфера применения значительно больше. Например, полностью парализованные люди могут управлять инфраструктурой умного дома. В одном из роликов мы продемонстрировали, как человек мысленно разгибает экзоскелет кисти, то есть фактически двигает рукой, как здоровый человек.
Так же он может дистанционно управлять бытовыми приборами – включать телевизор или кондиционер. Тут схема простая: мысленно включается розетка, к которой подключен бытовой прибор. Это не фантастика, а уже реальность.
Существуют и другие сценарии использования нейроинтерфейсов. Например, человек может общаться с родственниками – мысленно печатать текст, который будет отправляться нужному адресату. Другой пример: полностью парализованный человек сможет управлять коляской на электроприводе при помощи нейрогарнитуры. В идеале разные методы управления будут дополнять друг друга. Следующее добавление – система трекинга глаз. Таким образом мы получим гибридный нейроинтерфейс: цель мы выбираем глазами, а с помощью сигналов мозга говорим, что нужно сделать с этим объектом. Представьте, что человек парализован и передвигается на коляске. Так как он может двигать глазами, он взглядом выбирает дверь, а мысленно дает коляске команду : "Хочу, чтобы коляска подъехала к этой двери". То есть он больше не должен детально продумывать действия коляски и приказывать ей "поверни направо, а затем налево". Конечно, коляска при этом должна обладать возможностями интеллектуального управления и уметь сама объезжать препятствия.
Можно представить и то, как подобная технология используется вне дома. Например, человек управляет квадрокоптером и хочет снять панорамный вид в определенной точке. Человек просто взглядом указывает коптеру нужную траекторию, не используя джойстиков или других систем контроля - такое сценарное управление в скором времени станет возможным.
- Были ли у вас уже покупатели?
Да, одна из наших коммерческих ниш – уроки нейропилотирования в школе. С помощью нейрошлемов дети управляют роботами. Причем одним и тем же устройством могут управлять два человека, что учит построению команды. Можно сказать, что это новое направление в образовании и бизнесе. Ведь нейрошлем сам по себе неинтересен, он нужен для управления объектами. Для школьников это будто телекинез, в этом есть нечто новое и необычное. Такие уроки развивают интерес школьников к робототехнике и нейроуправлению, а также повышают интерес к точным наукам – физике, кибернетике, нейрофизиологии. Подобная мотивация может повлиять на их выбор профессии и привести в нашу сферу новых молодых специалистов.
- И сколько у вас таких заказчиков среди школ?
Мы начали поставлять комплекты для нейропилотирования в школы с ноября прошлого года. Их немного, пока около 10 – Москва, Тюмень, Ханты-Мансийск, Набережные Челны. В основном, это бюджетные учреждения, где есть занятия по робототехнике.
- А как вы оцениваете поддержку государства таких проектов?
Есть Национальная технологическая инициатива, в рамках нее появилось направление "Нейронет", связанное с нейротехнологиями. Государство на верхнем уровне всячески поддерживает внедрение таких технологий в разные области. Но есть тут свои сложности. Мы много времени тратим на заполнение бумажек, которые замедляют запуск проектов. От нас требуют полной документации, подробных описаний, но мы ведь не знаем, сколько нужно будет закупить таких-то винтиков в апреле 2018 года? Ответить на эти вопросы в высокотехнологичных проектах очень сложно, если не невозможно. В "Нейронете" несколько проектов, и прошли только два. Хотелось бы, чтобы процесс шел быстрее. За рубежом уже давно поняли, что если хочешь делать инновации – нужно пропускать их по упрощенной схеме, а не по схеме бюджетирования строительной дороги - сколько нужно цемента, песка и проч. В инновациях такая схема не работает, и каждый потерянный день – это немалые деньги. Еще немного времени и эти продукты мы будем получать из за рубежа, из того же Китая.
Несмотря ни на что, я верю, что высказанный высшим руководством интерес реализуется. Но хотелось бы, чтобы некоторые процедуры были упрощены и проходили быстрее.
- И почему такие проблемы, на ваш взгляд, возникают?
Конечно, работоспособную структуру сложно создать. У всех на слуху Сколково, как они долго разрабатывали подходы. Есть другие фонды, такие как Фонд Бортникова, который уже давно успешно реализует проекты. А тут создана новая структура. Надо понимать, что схема работы еще в процессе совершенствования, надо ее структурировать, найти правильных людей.
- Как вы оцениваете рынок нейротехнологий в России и за рубежом?
Конкуренция серьезная, причем и здесь, и за рубежом. У нас в России много лабораторий, хороших исследовательских центров, среди самых известных ученых – профессора Александр Яковлевич Каплан и Александр Алексеевич Фролов. В целом у нас есть хороший потенциал и задел на будущее, мы можем в направлении нейротехнологий серьезно выстрелить. Сейчас важность нейротехнологий стала очевидна обществу.
За рубежом, конечно, нейротехнологиями намного больше занимаются. Но нельзя сказать, что мы отстали. В целом наша техника в этой области находится на мировом уровне, а в некоторых направлениях мы даже опередили иностранных коллег. "Кибатлон" как раз позволит нам сравнить наши нейроинтерфейсы с разработками других стран. Наш очевидный плюс – простота системы. Ведь чем технология проще, тем она надежнее. В нашей нейрогарнитуре всего 8 каналов. А у других участников "Кибатлона" – 32 или даже 128 каналов. Но несмотря на меньшее количество каналов, мы все равно можем выступить на достойном уровне.
Мы, ученые и бизнес, не чувствуем, что отстаем. И если мы сейчас грамотно используем шанс и совместим свои технологии с вертикализаторами, экзоскелетами и прочим ассистивным оборудованием, то поможем большому количеству людей жить полноценной жизнью. Ведь российские изделия на порядок дешевле, они доступнее. Поэтому у нас и хороший экспортный потенциал.
- А сколько стоит ваша нейрогарнитура сейчас?
80 тысяч рублей. Да, пока это дорого. Но сейчас как раз работаем над тем, чтобы гарнитура обходилась в 25 тысяч рублей, что уже делает ее более доступной для массового пользователя.
- Как вы считает, смогут ли нейротехнологии в будущем также помогать в восстановлении каких-либо мозговых функций?
Да, безусловно, мы работаем над тем, чтобы это стало возможным. Ученые готовы, большие институты готовы, следующий шаг за государством. В нашем проекте нейроинтерфейс – всего лишь одна из семи технологий. Уже было научно доказано, что комбинация нейроинтерфейсов с электрическим стимулятором мозга эффективно помогает больным с инсультом, нейротравмами, а также детям с аутизмом, с синдромом дефицита внимания и аффективными расстройствами (агрессия и прочее). Такие возможности мы также описали в рамках проекта "Нейронета" и эти технологии надо внедрять в массы.
- А когда рынок нейроинтерфейсов сможет стать действительно массовым?
За пять лет достичь этого уровня вполне реально. Два года нужно на саму разработку технологий и пару лет на их апробирование, клинические испытания и регистрацию как медицинских изделий.
Нейротехнологии могут действительно помочь многим людям с ограниченными возможностями, а это 13 миллионов человек в России. Это большой рынок. И для нас также доступен массовый рынок в сфере игр и обучения. Как только мы выйдем на расшифровку микросостояний, возможно будет настроить более тонкое управление. И тут произойдет взрывной рост.
Также мы работаем над тем, чтобы предоставить сторонним разработчикам возможность создавать для нейрогарнитуры свои программы, игры и так далее. Это простимулирует рынок программ на основе нейроинтерфейсов. За рубежом есть уже подобный успешный кейс. Компания NeuroSky выпускает одноканальную систему "мозг-компьютер", фиксирующую биоритмы. И они предоставляют ее для разработчиков и партнеров, которые создали множество приложений на ее основе - как развлекательных, так и образовательных. Такие программы стоят от 2 до 5 евро, а сама гарнитура - 15-16 тысяч рублей. Они построили на этом большую индустрию: компания продала за пять лет более миллиона подобных устройств.