DARPA finanziert sechs Projekte zur Mensch-Computer-Schnittstelle

Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) wird sechs Organisationen im Rahmen des Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3)-Programms finanzieren, das erstmals im März 2018 angekündigt wurde. des Jahres. An dem Programm sind das Battelle Memorial Institute, die Carnegie Mellon University, das Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, das Palo Alto Research Center (PARC), die Rice University und Teledyne Scientific beteiligt, die über eigene Teams von Wissenschaftlern und Forschern an der Entwicklung bidirektionaler Gehirn- Computerschnittstellen. DARPA geht davon aus, dass diese Technologien es qualifiziertem Militärpersonal in Zukunft ermöglichen werden, aktive Cyber-Verteidigungssysteme und Schwärme unbemannter Luftfahrzeuge direkt zu steuern und sie für die Zusammenarbeit mit Computersystemen bei komplexen Missionen mit mehreren Missionen zu nutzen.

„DARPA bereitet sich auf eine Zukunft vor, in der die Kombination aus unbemannten Systemen, künstlicher Intelligenz und Cyberoperationen zu Situationen führen kann, die eine zu schnelle Entscheidungsfindung erfordern, als dass sie ohne die Hilfe moderner Technologie effektiv bewältigt werden könnte“, sagte Dr. Al Emondi, Programmleiter Manager N3. „Durch die Schaffung einer zugänglichen Gehirn-Maschine-Schnittstelle, für deren Nutzung keine Operation erforderlich ist, kann DARPA der Armee ein Werkzeug an die Hand geben, das es Missionskommandanten ermöglicht, sich sinnvoll an dynamischen Operationen zu beteiligen, die mit Warp-Geschwindigkeit stattfinden.“

In den letzten 18 Jahren hat DARPA regelmäßig immer ausgefeiltere Neurotechnologien demonstriert, die auf chirurgisch implantierten Elektroden beruhen, um mit dem zentralen oder peripheren Nervensystem zu interagieren. Beispielsweise demonstrierte die Agentur Technologien wie die mentale Kontrolle von Prothesen und die Wiederherstellung des Tastsinns für ihre Benutzer, Technologien zur Linderung hartnäckiger neuropsychiatrischer Erkrankungen wie Depressionen und eine Methode zur Verbesserung und Wiederherstellung des Gedächtnisses. Aufgrund der mit Gehirnoperationen verbundenen Risiken konnten diese Technologien bei Freiwilligen mit klinischem Bedarf bisher nur begrenzt eingesetzt werden.

Damit die Armee von Neurotechnologien profitieren kann, sind nicht-chirurgische Optionen für deren Einsatz erforderlich, da klar ist, dass massive chirurgische Eingriffe bei Militärkommandanten derzeit keine gute Idee zu sein scheinen. Militärische Technologien können auch dem einfachen Menschen große Vorteile bringen. Durch die Beseitigung der Notwendigkeit einer Operation erweitern N3-Projekte den Pool potenzieller Patienten, die Zugang zu Behandlungen wie der Tiefenhirnstimulation zur Behandlung neurologischer Erkrankungen haben könnten.

Die Teilnehmer des N3-Programms nutzen in ihrer Forschung verschiedene Ansätze, um Informationen aus dem Gehirn zu gewinnen und diese zurückzusenden. Einige Projekte nutzen Optik, andere Akustik und Elektromagnetismus. Einige Teams entwickeln völlig nicht-invasive Schnittstellen, die sich vollständig außerhalb des menschlichen Körpers befinden, während andere Teams minimalinvasive Technologien mit Nanotransducern erforschen, die vorübergehend ohne chirurgischen Eingriff in das Gehirn eingeführt werden können, um die Signalauflösung und -genauigkeit zu verbessern.

• Ein Battelle-Team unter der Leitung von Dr. Gaurav Sharma strebt die Entwicklung eines minimalinvasiven Systems an, das einen externen Transceiver und elektromagnetische Nanowandler umfasst, die nicht-chirurgisch an die interessierenden Neuronen abgegeben werden. Nanotransducer wandeln elektrische Signale von Neuronen in magnetische Signale um, die von einem externen Transceiver aufgezeichnet und verarbeitet werden können und umgekehrt, um eine bidirektionale Kommunikation zu ermöglichen.
• Forscher der Carnegie Mellon University unter der Leitung von Dr. Pulkit Grover wollen ein völlig nichtinvasives Gerät entwickeln, das mithilfe eines akusto-optischen Ansatzes Signale vom Gehirn und elektrischen Feldern empfängt, um sie an bestimmte Neuronen zurückzusenden. Das Team wird Ultraschallwellen verwenden, um Licht in das Gehirn zu schicken, um neuronale Aktivität zu erkennen. Um Informationen an das Gehirn zu übertragen, planen Wissenschaftler, die nichtlineare Reaktion von Neuronen auf elektrische Felder zu nutzen, um Zielzellen lokal zu stimulieren.
• Ein Team am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University unter der Leitung von Dr. David Blodgett entwickelt ein nichtinvasives, kohärentes optisches System zum Lesen von Informationen aus dem Gehirn. Das System misst Änderungen der optischen Signallänge im Nervengewebe, die direkt mit der Nervenaktivität korrelieren.
• Das PARC-Team unter der Leitung von Dr. Krishnan Thyagarajan hat sich zum Ziel gesetzt, ein nicht-invasives akustisch-magnetisches Gerät zur Übertragung von Informationen an das Gehirn zu entwickeln. Ihr Ansatz kombiniert Ultraschallwellen mit Magnetfeldern, um lokalisierte elektrische Ströme für die Neuromodulation zu erzeugen. Der Hybridansatz ermöglicht eine Modulation in tieferen Bereichen des Gehirns.
• Ein Team der Rice University unter der Leitung von Dr. Jacob Robinson möchte eine minimalinvasive, bidirektionale neuronale Schnittstelle entwickeln. Um Informationen aus dem Gehirn zu erhalten, wird die diffuse optische Tomographie verwendet, um die neuronale Aktivität durch Messung der Lichtstreuung im Nervengewebe zu bestimmen und um Signale an das Gehirn zu übertragen. Das Team plant, einen magnetisch-genetischen Ansatz zu verwenden, um Neuronen magnetisch empfindlich zu machen Felder.
• Das Teledyne-Team unter der Leitung von Dr. Patrick Connolly möchte ein vollständig nicht-invasives integriertes Gerät entwickeln, das optisch gepumpte Magnetometer verwendet, um kleine, lokalisierte Magnetfelder zu erkennen, die mit neuronaler Aktivität korrelieren, und fokussierten Ultraschall zur Übertragung von Informationen verwendet.

Während des gesamten Programms werden sich die Forscher auf Informationen verlassen, die von unabhängigen Rechts- und Ethikexperten bereitgestellt werden, die sich bereit erklärt haben, an N3 teilzunehmen und die potenziellen Anwendungen neuer Technologien für Militär- und Zivilbevölkerungen zu untersuchen. Darüber hinaus arbeiten Bundesregulierungsbehörden mit der DARPA zusammen, um Wissenschaftlern dabei zu helfen, besser zu verstehen, wann und unter welchen Bedingungen ihre Geräte am Menschen getestet werden können.

„Wenn das N3-Programm erfolgreich ist, werden wir über tragbare neuronale Schnittstellensysteme verfügen, die sich aus nur wenigen Millimetern Entfernung mit dem Gehirn verbinden können, wodurch die Neurotechnologie über die Klinik hinausgeführt und für den praktischen Einsatz für Zwecke der nationalen Sicherheit zugänglicher gemacht wird“, sagt Emondi. „So wie Militärangehörige Schutz- und taktische Ausrüstung tragen, können sie in Zukunft ein Headset mit neuronaler Schnittstelle aufsetzen und die Technologie für die von ihnen benötigten Zwecke nutzen und das Gerät nach Abschluss der Mission einfach beiseite legen.“ ”

Source: 3dnews.ru