DARPA финансира шест проекта за интерфейс човек-компютър

Агенцията за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната (DARPA) ще финансира шест организации по програмата за нехирургични невротехнологии от следващо поколение (N3), обявена за първи път през март 2018 г. на годината. Програмата ще включва Мемориалния институт Бател, Университета Карнеги Мелън, Лабораторията по приложна физика на университета Джон Хопкинс, Изследователския център в Пало Алто (PARC), Университета Райс и Теледайн Сайънтифик, които имат свои собствени екипи от учени и изследователи в разработването на двупосочни мозъчни компютърни интерфейси. DARPA очаква тези технологии в бъдеще да позволят на квалифициран военен персонал да контролира директно системите за активна киберзащита и рояци безпилотни летателни апарати, както и да ги използва за съвместна работа с компютърни системи при сложни мисии с множество мисии.

„DARPA се подготвя за бъдеще, в което комбинацията от безпилотни системи, изкуствен интелект и кибер операции може да доведе до ситуации, които изискват твърде бързо вземане на решения, за да се справят ефективно без помощта на съвременните технологии“, каза д-р Ал Емонди, програма управител N3. „Чрез създаването на достъпен интерфейс мозък-машина, който не изисква операция за използване, DARPA може да предостави на армията инструмент, който позволява на командирите на мисии да участват смислено в динамични операции, които се случват при скорости на деформация.“

През последните 18 години DARPA редовно демонстрира все по-сложни невротехнологии, които разчитат на хирургически имплантирани електроди за взаимодействие с централната или периферната нервна система. Например Агенцията демонстрира технологии като ментален контрол на протезни крайници и възстановяване на усещането за допир за техните потребители, технология за облекчаване на трудноразрешими невропсихиатрични заболявания като депресия и метод за подобряване и възстановяване на паметта. Поради присъщите рискове на мозъчната хирургия, тези технологии досега са имали ограничена употреба при доброволци с клинична нужда от тях.

За да може армията да се възползва от невротехнологиите, са необходими нехирургични възможности за тяхното използване, тъй като е ясно, че в момента масовите хирургични интервенции сред военните командири не изглеждат добра идея. Военните технологии също могат да донесат големи ползи на обикновените хора. Като елиминират необходимостта от операция, проектите N3 разширяват набора от потенциални пациенти, които биха могли да имат достъп до лечения като дълбока мозъчна стимулация за лечение на неврологични заболявания.

Участниците в програмата N3 използват различни подходи в своите изследвания, за да получат информация от мозъка и да я предадат обратно. Някои проекти използват оптика, други акустика и електромагнетизъм. Някои екипи разработват напълно неинвазивни интерфейси, които се намират изцяло извън човешкото тяло, докато други екипи изследват минимално инвазивни технологии, използващи нанотрансдюсери, които могат временно да бъдат доставени нехирургично в мозъка, за да подобрят разделителната способност и точността на сигнала.

• Екип на Battelle, ръководен от д-р Gaurav Sharma, има за цел да разработи минимално инвазивна система, която включва външен приемо-предавател и електромагнитни нанотрансдюсери, които се доставят нехирургично до интересуващите ни неврони. Нанотрансдюсерите ще преобразуват електрическите сигнали от невроните в магнитни сигнали, които могат да бъдат записани и обработени от външен трансивър и обратно, за да се даде възможност за двупосочна комуникация.
• Изследователи от университета Карнеги Мелън, ръководени от д-р Пулкит Гроувър, се стремят да разработят напълно неинвазивно устройство, което използва акустооптичен подход за получаване на сигнали от мозъка и електрически полета, за да ги изпрати обратно към специфични неврони. Екипът ще използва ултразвукови вълни, за да освети мозъка, за да открие нервната активност. За да предадат информация към мозъка, учените планират да използват нелинейния отговор на невроните към електрическите полета, за да осигурят локално стимулиране на целевите клетки.
• Екип от лабораторията по приложна физика на университета Джон Хопкинс, ръководен от д-р Дейвид Блоджет, разработва неинвазивна, кохерентна оптична система за четене на информация от мозъка. Системата ще измерва промените в дължината на оптичния сигнал в нервната тъкан, които пряко корелират с невронната активност.
• Екипът на PARC, ръководен от д-р Кришнан Тиагараджан, има за цел да разработи неинвазивно акустично-магнитно устройство за предаване на информация към мозъка. Техният подход съчетава ултразвукови вълни с магнитни полета за генериране на локализирани електрически токове за невромодулация. Хибридният подход позволява модулация в по-дълбоки области на мозъка.
• Екип от университета Райс, ръководен от д-р Джейкъб Робинсън, се стреми да разработи минимално инвазивен, двупосочен невронен интерфейс. За да се получи информация от мозъка, ще се използва дифузна оптична томография за определяне на нервната активност чрез измерване на разсейването на светлината в нервната тъкан и за предаване на сигнали към мозъка, екипът планира да използва магнитен генетичен подход, за да направи невроните чувствителни към магнитни полета.
• Екипът на Teledyne, ръководен от д-р Патрик Конъли, има за цел да разработи напълно неинвазивно интегрирано устройство, което използва оптично изпомпвани магнитометри за откриване на малки, локализирани магнитни полета, които корелират с невронната активност, и използва фокусиран ултразвук за предаване на информация.

По време на програмата изследователите ще разчитат на информация, предоставена от независими правни и етични експерти, които са се съгласили да участват в N3 и да изследват потенциалните приложения на новите технологии за военно и цивилно население. Освен това федералните регулатори също работят с DARPA, за да помогнат на учените да разберат по-добре кога и при какви условия техните устройства могат да бъдат тествани върху хора.

„Ако програмата N3 е успешна, ние ще имаме носими невронни интерфейсни системи, които могат да се свързват с мозъка само от няколко милиметра, извеждайки невротехнологиите отвъд клиниката и правейки ги по-достъпни за практическа употреба за целите на националната сигурност“, казва Емонди. „Точно както военният персонал носи защитно и тактическо оборудване, в бъдеще те ще могат да сложат слушалки с невронен интерфейс и да използват технологията за целите, от които се нуждаят, и след това просто да оставят устройството настрана, когато мисията приключи. ”

Източник: 3dnews.ru