بررسی اجمالی
انسان‌هایی که با ذهن خود ماشین‌ها را کنترل می‌کنند ممکن است شبیه چیزی از یک فیلم علمی تخیلی به نظر برسند، اما از طریق رابط‌های مغز و کامپیوتر در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند. درک این فناوری نوظهور در حال حاضر می تواند اطمینان دهد که قبل از این که BCI (brain-computer interfaces یا رابط های مغز و کامپیوتر) به بخشی از زندگی روزمره تبدیل شود، سیاست های مؤثری در مورد آن اتخاذ شده است.فناوری رابط مغز و رایانه در حال حاضر در حال توسعه است. محققان RAND در حال بررسی ریسک ها و فرصت های بالقوه ای هستند که BCI می تواند به همراه داشته باشد.
سه هواپیمای بدون سرنشین بلند می شوند و هوا را با وزوز گویای خود پر می کنند. آنها به‌آرامی به‌عنوان یک ناوگان به سمت بالا حرکت می‌کنند – با فواصل مساوی و همسطح – و سپس شناور می‌شوند.
روی زمین، خلبان هیچ کنترل از راه دوری در دست ندارد. در واقع، او چیزی در دست ندارد. او فقط با آرامش آن جا نشسته و با ذهنش پهپادها را کنترل می کند.
این علمی تخیلی نیست این یک ویدیوی یوتیوب از سال 2016 است.
در یک کلیپ، یک دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک از دانشگاه ایالتی آریزونا (ASU) (Arizona State University) یک لباس سر عجیب و غریب پوشیده است. کمی شبیه کلاه شنا به نظر می رسد، اما با نزدیک به 130 حسگر رنگارنگ که امواج مغزی دانشجو را تشخیص می دهد. این دستگاه‌ها به او اجازه می‌دهند هواپیماهای بدون سرنشین را به سادگی با تفکر دستورات جهت دار حرکت دهد: بالا، پایین، چپ، راست.
امروزه، این نوع فناوری رابط مغز و کامپیوتر (BCI) هنوز در آزمایشگاه‌هایی مانند آزمایشگاه ASU در سال 2016، در حال توسعه است که از آن زمان به دانشگاه دلاور منتقل شده است. در آینده، انواع فناوری BCI می تواند به مصرف کنندگان فروخته شود یا در میدان نبرد مستقر شود.
ناوگان پهپادهای کنترل شده توسط ذهن تنها یک نمونه واقعی از BCI است که در ارزیابی اولیه BCI توسط محققان شرکت RAND بررسی شده است. آنها تحولات فعلی و آینده در دنیای BCI را بررسی کردند و کاربردهای عملی و خطرات بالقوه فناوری های مختلف را ارزیابی کردند. مطالعه آنها بخشی از ابتکار امنیت 2040 از RAND است که به افق آینده می نگرد و فناوری ها و روندهای جدیدی را که آینده امنیت جهانی را شکل می دهند بررسی می کند.
آنیکا بینندیک، دانشمند علوم سیاسی در RAND و نویسنده این گزارش، می‌گوید: «این ویدئو از هواپیماهای بدون سرنشین واقعاً مرا در حین تحقیق تحت تأثیر قرار داد. برخی از این فناوری‌ها شبیه چیزهای علمی تخیلی به نظر می‌رسند. اما دیدن آنچه واقعاً تاکنون در یک محیط آزمایشگاهی به دست آمده و سپس فکر کردن به روشی ساختاریافته در مورد چگونگی استفاده از آن در خارج از آزمایشگاه بسیار جالب بود.»
واضح است که پیشرفت های BCI در آینده ای نه چندان دور می تواند واقعاً مهم باشد.
اگر دستاوردهای امروزی در فناوری رابط مغز و رایانه قبلاً غیرقابل باور به نظر می‌رسیدند، پس منطقی است که پیشرفت‌های BCI در آینده‌ای نه چندان دور می‌تواند واقعاً غیر قابل باور و مهم باشد. و این بدان معناست که ما باید از هم اکنون شروع به فکر کردن در مورد آنها کنیم.
BCIها چگونه کار می کنند؟
فناوری BCI به مغز انسان و یک دستگاه خارجی اجازه می‌دهد تا با یکدیگر صحبت کنند و سیگنال‌ها را مبادله کنند. و این توانایی را به انسان می دهد تا مستقیماً ماشین ها را بدون محدودیت های فیزیکی کنترل کند.Binnendijk و همکارانش ابزارهای موجود و بالقوه BCI را که از نظر دقت و تهاجمی بودن، دو کیفیتی که ارتباط نزدیکی با هم دارند، متفاوت هستند، تجزیه و تحلیل کردند،. هرچه نزدیکی الکترود به مغز بیشتر باشد، سیگنال قوی‌تر می‌شود - مانند یک برج تلفن همراه مغزی.
ابزارهای غیرتهاجمی اغلب از حسگرهایی استفاده می‌کنند که روی سر یا نزدیک سر برای ردیابی و ثبت فعالیت مغز اعمال می‌شوند، درست مانند کلاه شنا که دانشجوی ASU استفاده می‌کرد. این ابزارها را می توان به راحتی قرار داد و برداشت، اما سیگنال های آنها ممکن است خفه و نادرست باشد.
BCI تهاجمی نیاز به جراحی دارد. دستگاه‌های الکترونیکی باید در زیر جمجمه، مستقیماً در مغز کاشته شوند تا مجموعه‌های خاصی از نورون‌ها را هدف قرار دهند. ایمپلنت های BCI که در حال حاضر در حال توسعه هستند بسیار کوچک هستند و می توانند تا یک میلیون نورون را به طور همزمان درگیر کنند. به عنوان مثال، یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، حسگرهای قابل کاشتنی ساخته اند که هر کدم تقریباً به اندازه یک دانه شن هستند. آنها این حسگرها را "غبار عصبی" می نامند.
تصویر: یک حسگر قابل کاشت " غبار عصبی" که توسط محققان دانشگاه UC Berkeley ساخته شده است.
روش‌های تهاجمی احتمالاً منجر به سیگنال بسیار واضح‌تر و دقیق‌تر بین مغز و دستگاه می‌شوند. اما مانند هر جراحی دیگری، روش‌های لازم برای کاشت آنها با خطراتی برای سلامتی همراه خواهد بود.
دنیایی از امکانات
BCI ، با ایجاد توانایی انسان برای برقراری ارتباط مستقیم با ماشین‌ها، این پتانسیل را دارد که بر تمام جنبه‌های زندگی تأثیر بگذارد. اما تیموتی مارلر، مهندس تحقیقات ارشد در RAND می‌گوید که منطقی است که با مطالعه یک فناوری نوظهور مانند BCI از میان یک عینک نظامی شروع کنیم. چرا؟ زیرا جنگ یکی از پرحاشیه ترین و پیچیده ترین سناریوهای قابل تصور است.«اگر بتوانم از آن در جنگ استفاده کنم، احتمالاً می‌توانم از آن در هنگام بلایای طبیعی مانند سونامی یا زلزله استفاده کنم. و صادقانه بگویم، من می‌توانم از آن بیشتر برای نجات جان انسان‌ها استفاده کنم.» «اینها چیزهای خوبی هستند. اما ما لزوماً از استفاده از این فناوری‌ها حمایت نمی‌کنیم. ما در حال آزمایش قابلیت استفاده از آنها هستیم.»
بیشتر فناوری‌های BCI هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند و به طور فعال توسط آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی، آزمایشگاه تحقیقات ارتش، آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی و سایر سازمان‌ها در حال تحقیق و تأمین مالی هستند. با قدرت ابزار BCI، ارتش به طور بالقوه می تواند قدرت فیزیکی و شناختی پرسنل خود را افزایش دهد.
BCI همچنین می تواند مزایای عمده پزشکی را در جهان نظامی و غیرنظامی ارائه دهد. برای مثال، افراد قطع عضو شده می‌توانند مستقیماً اندام‌های مصنوعی پیچیده را کنترل کنند. و الکترودهای کاشته شده می تواند حافظه افراد مبتلا به بیماری آلزایمر، سکته مغزی یا آسیب های سر را بهبود بخشد. Binnendijk، با یادآوری همسایه‌ای جوان که در حال حاضر با استفاده از جوی استیک، حرکت خود را کنترل می‌کند، ابراز امیدواری می کند که این فناوری روزی انقلابی در توانایی آن دختر برای حرکت در جهان ایجاد کند.
تیم RAND بر اساس تجزیه و تحلیل خود از توسعه فعلی BCI و انواع وظایفی که واحدهای نظامی تاکتیکی آینده ممکن است با آن روبه‌رو شوند، جعبه ابزاری ایجاد کرده است که در بر دارنده فهرستی از چگونگی مفید بودن BCI در سال‌های آینده است. برخی از کاربردهای BCI ممکن است در مدت زمان نسبتاً کوتاهی (در عرض چند دهه یا بیشتر) در دسترس قرار گیرد. اما بقیه کاربردها، به ویژه آنهایی که داده های پیچیده تری را انتقال می دهند، ممکن است بلوغ بسیار طولانی تری داشته باشند. تیم، سپس این جعبه ابزار را با گرد هم آوردن دانشمندان علوم اعصاب و افراد با تجربه جنگ عملیاتی برای انجام یک بازی امنیت ملی آزمایش کردند.
تحقیق در مورد فناوری فردا
مانند هر فناوری نوظهوری، BCI ریسک ها و ناشناخته های زیادی را به همراه دارد. قبل از بلوغBCI، برای توسعه دهندگان مهم است که از قبل برنامه ریزی کنند و مسائل اخلاقی و سیاستی پیرامون سناریوهای پیچیده و بالقوه ترسناک را در نظر بگیرند.به عنوان مثال، فناوری پیشرفته BCI می تواند برای کاهش درد یا حتی تنظیم احساسات استفاده شود. وقتی پرسنل نظامی با احساس ترس کاهش یافته به جنگ فرستاده می شوند چه اتفاقی می افتد؟ و هنگامی که آنها به خانه باز می گردند، جانبازان، بدون ویژگی های "فوق بشری"، چه عوارض روانی‌ای را ممکن است تجربه کنند؟ اکنون ممکن است زمان مناسبی برای فکر کردن به این سناریوها و اطمینان پیشاپیش از وجود نرده‌های محافظ در محل باشد.
مارلر می‌گوید: «ممکن است یک واکنش تند و تیز نسبت به فناوری های در حال ظهور وجود داشته باشد، که مثلاً مشاغل را از بین می‌برند یا به نظامی گری کمک می کنند.» اما BCI تفاوت چندانی با خودرو ندارد. می تواند خطرناک باشد، اما می تواند همچنین بسیار مفید باشد.
ای کاش ۲۰ سال پیش در مورد هوش مصنوعی و روباتیک این بحث‌ها را داشتیم، زیرا از بسیاری جهات، مردم اکنون در حال واکنشی شدن هستند. مردم از چیزی که نمی فهمند می ترسند. همه ما باید BCI را درک کنیم، به این ترتیب می توانیم اطمینان حاصل کنیم که نسبت به آن بی پروا نیستیم.
همان طور که توسعه دهندگان BCI آماده می شوند، باید فرصت ها را در مقابل خطرات به دقت سنجید.
بدیهی است که سؤالات و نگرانی های اخلاقی بی شماری پیرامون استفاده از فناوری BCI در محل کار وجود دارد. این فناوری بسیار جلوتر از سیاست ها و مقرراتی است که باید اعمال شود. اما، زمان آن فرا رسیده است که رهبران کسب و کار در اسرع وقت شروع به ساخت یک استراتژی BCI برای رسیدگی به خطرات و مزایای بالقوه آن کنند.
تصور کنید که مدیرتان می‌تواند بداند که آیا واقعاً در آخرین جلسه زوم خود به او توجه کرده‌اید یا خیر. یا، تصور کنید که آیا می توانید ارائه بعدی خود را فقط با استفاده از افکار خود آماده کنید. این سناریوها ممکن است به زودی به لطف توسعه رابط های مغز و کامپیوتر (BCI) به واقعیت تبدیل شوند.
به بیان ساده تر،BCI را به عنوان پلی بین مغز و یک دستگاه خارجی در نظر بگیرید. چنان که امروزه این گونه است، ما بیشتر به الکتروانسفالوگرافی (electroencephalography) (EEG) - مجموعه ای از روش ها برای نظارت بر فعالیت الکتریکی مغز - برای انجام این کار متکی هستیم. اما، این در حال تغییر است. با استفاده از چندین حسگر و الگوریتم‌های پیچیده، اکنون می‌توان سیگنال‌های مغزی را تجزیه و تحلیل کرد و الگوهای مغزی مرتبط را استخراج کرد. سپس فعالیت مغز را می توان با یک دستگاه غیر تهاجمی ثبت کرد - بدون نیاز به مداخله جراحی. در واقع، اکثرBCI های موجود و اصلی غیرتهاجمی هستند، و مانند هدبندهای پوشیدنی و هدفون هستند.
توسعه فناوری BCI در ابتدا بر کمک به افراد فلج برای کنترل وسایل کمکی با استفاده از افکارشان متمرکز بود. اما موارد استفاده جدید همیشه در حال شناسایی هستند. به عنوان مثال، BCI اکنون می تواند به عنوان یک ابزار آموزشی نوروفیدبک برای بهبود عملکرد شناختی استفاده شود. ما انتظار داریم تعداد فزاینده ای از متخصصان را ببینیم که از ابزارهای BCI برای بهبود عملکرد خود در محل کار استفاده می کنند. به عنوان مثال، BCI شما می تواند تشخیص دهد که سطح توجه شما در مقایسه با اهمیت یک جلسه یا کار معین بسیار پایین است و یک هشدار را راه اندازی کند. همچنین می تواند روشنایی دفتر شما را بر اساس میزان استرس شما تنظیم کند یا در صورت تشخیص خواب آلودگی از استفاده از خودروی شرکت شما جلوگیری کند.
یک استارت‌آپ مستقر در تورنتو به نام «Muse» یک هدبند حسگر ایجاد کرده است که اطلاعات لحظه‌ای درباره آنچه در مغز شما می‌گذرد را به شما می‌دهد. همان طور که می‌توانید تصور کنید، این استارت‌آپ در حال حاضر یک «برنامه سلامت شرکتی» برای «کمک به کارکنان خود در کاهش استرس، افزایش انعطاف‌پذیری و بهبود مشارکت آنها» دارد. سایر هدبندهای موجود در بازار نیز از حسگرهای اختصاصی برای شناسایی سیگنال‌های مغزی و استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای ارائه بینش‌هایی در مورد سطوح تعامل کاربران/کارگران استفاده می‌کنند. آنها می توانند ردیابی کنند که آیا فردی متمرکز است یا حواس پرت است. از نظر تئوری، این می‌تواند، با ارزیابی این که کدام وظایف باید ابتدا بر اساس سطح توجه شما انجام شود، به افراد در انجام وظایف روزانه‌شان کمک کند. اما، پتانسیل بسیار زیادی برای سوء استفاده نیز وجود دارد.
این توانایی برای نظارت (و به طور بالقوه کنترل) سطوح توجه، امکانات جدیدی را برای مدیران ایجاد می کند. برای مثال، شرکت‌ها می‌توانند به یک «داشبوردBCI HR » خاص دسترسی داشته باشند که در آن تمام داده‌های مغزی کارمندان به‌صورت بلادرنگ نمایش داده می‌شود. آیا قرار است شاهد نظارت ناظران بر سطح توجه همکاران خود باشیم؟ آیا در پایان هر بررسی عملکرد سالانه، به لطفBCI های خود، سطوح توجه را نیز تحلیل و مقایسه می کنیم؟ اطلاعات مغز شما ممکن است برای کارفرمایان شما جالب باشد، و به آنها اجازه دهد مراقب میزان تمرکز شما باشند و به آنها اجازه دهد تا حجم کاری کارمندان را بر این اساس تطبیق دهند. و البته باز هم، پتانسیل زیادی برای سوء استفاده وجود دارد.
همچنین انتظار داریم که رویدادهای حرفه ای بیشتری در آینده نزدیک از BCI ها استفاده کنند. در واقع، تحقیقات نشان داده است که داده‌های مغزی می‌تواند به پیش‌بینی غرفه‌ها و فعالیت‌هایی که افراد از آنها بازدید می‌کنند کمک کند. آیا در آینده برای شرکت در رویدادهای تجاری به BCI نیاز داریم؟
فراتر از تجزیه و تحلیل سیگنال های مغز، برخی از شرکت ها در حال حاضر روی راه حل هایی کار می کنند که در واقع می توانند فعالیت مغز شما را تعدیل کنند. محققان دانشگاه کلمبیا نشان داده‌اند که چگونه نوروفیدبک با استفاده از BCI مبتنی بر EEG می‌تواند برای تأثیرگذاری بر هوشیاری و بهبود عملکرد آزمودنی‌ها در یک کار شناختی مورد استفاده قرار گیرد. علیرغم این نتایج امیدوارکننده، برخی از کارشناسان، مانند تئودور زانتو، مدیر برنامه علوم اعصابUCSF، می‌گویند که در حالی کهBCIهای مبتنی بر اسکن EEG می‌توانند سطح توجه کاربر را تعیین کنند، اما هنوز قادر به متمایز کردن آنچه کاربر واقعاً بر آن متمرکز است، نیستند. او در مقاله‌ای در ژانویه ۲۰۱۹ در مدیوم می‌گوید: «من هیچ داده‌ای ندیده‌ام که نشان دهد که می توانی تشخیص دهی که آیا کسی به معلم یا تلفنش توجه می‌کند یا فقط به افکار درونی‌اش توجه می‌کند و خیال‌پردازی می‌نماید.» علاوه بر این، من از طریق کار خودم متوجه شدم کهBCI ها همچنین تحت تأثیر ویژگی های خاص کاربر، مانند جنسیت، سن، و سبک زندگی هستند. در واقع، من و تیمم در تلاش هستیم تا مشخص کنیم فعالیت مغز چگونه می تواند بر عملکرد یک ورزشکار تأثیر بگذارد. بر اساس برخی تحقیقات، «عوامل روانشناختی از جمله توجه، بار حافظه، خستگی و فرآیندهای شناختی رقابتی، و همچنین ویژگیهای اساسی کاربران مانند سبک زندگی، جنسیت و سن، بر پویایی آنی مغز تأثیر می‌گذارند». کارشناسان بر این باورند که حدود 15 تا 30 درصد افراد ذاتاً قادر به تولید سیگنال های مغزی کافی برای کار با BCI نیستند. بدیهی است که این وضعیت می تواند منجر به نتایج اشتباه و در نهایت تصمیمات بد شرکت ها شود. BCI ها هنوز راه درازی در پیش دارند و پیشرفت های زیادی در این زمینه لازم است صورت گیرد.
مورد دیگر استفاده ازBCI ها در محل کار به روش های تعامل ما با ماشین ها و دستگاه ها مربوط می شود. در واقع، من پیش بینی می کنم که در آینده، "خطرناک ترین" مشاغل به استفاده از BCI نیاز دارند. به عنوان مثال، برخی از شرکت‌های BCI قبلاً از EEG برای تجزیه و تحلیل سیگنال‌های رانندگی خواب‌آلود استفاده کرده‌اند. شرکت‌هایی که کارگرانی دارند که با ماشین‌های خطرناک کار می‌کنند، ممکن است از کارگران خود بخواهند به همان روش‌ها نظارت شوند. ما معتقدم که روزی برای خلبانان و جراحان اجباری خواهد شد که هنگام کار از BCI استفاده کنند.
منبع: الکساندر گونفالونیری، Harvard Business Review
