Архив:

Brain Driver: управление автомобилем силой мысли

В Германии создан автомобиль, которым можно управлять лишь силой мысли. Корреспондент BBC Future поговорила с водителем и его командой о том, какими дьявольски изощренными навыками нужно обладать, чтобы вести машину, приводимую в действие человеческим разумом.

Хенрик Матцке – в кресле водителя автомобиля, который вот-вот Нажать совершит весьма не свойственный для обычных автомобилей маневр. Машина приближается к перекрестку. Хенрик мгновенно концентрируется, чтобы заставить машину повернуть. Рулевое колесо начинает вращаться, машина поворачивает направо и едет дальше, набирая скорость.

Матцке сидит, положив руки на колени, а машиной управляет только с помощью мысли.

Автомобиль – серийный VW Passat универсал. От обычной машины его отличает дополнительное оборудование: видеокамеры, лазерные сенсоры, радары и антенна GPS. Приборы передают на бортовой компьютер трехмерную картинку того, что окружает машину.

Водитель – член команды специалистов из Свободного университета в Берлине, которые реализуют Нажать проект, названный ими Brain Driver, "Водитель, управляющий машиной с помощью мысли". Участники надеются, что им удастся исследовать механизмы, посредством которых сигналы мозга будут распознаваться и интерпретироваться автомобилями и "умными домами".

Каково это - управлять полуторатонным транспортным средством силой собственного разума?

Исходный посыл проекта Brain Driver состоял в том, чтобы построить систему, позволяющую человеку с ограниченными физическими возможностями прокладывать свой курс в окружающем мире. Помимо автомобилей, команда разработчиков намерена использовать эту технологию в инвалидных колясках. Brain Driver, по замыслу авторов, позволит пользователям управлять машинами и колясками, мысленно подавая команды "направо", "налево" и "вперед".

Воплощение мечты оказалось трудным делом. Адальберто Лларена, специалист по робототехнике в проекте Brain Driver, говорит, что команда столкнулась с двумя основными проблемами, связанными с "железом" и людьми. Что касается "железа", они пытались сконструировать коммерчески окупаемое устройство, способное слышать "шепот мозга" и преобразовывать его в сигналы, приводящие в движение машину. По части человеческого фактора, им предстояло разработать нечто, что легко освоят обычные люди в реальной жизни.

427509c0bf689abc462afc8ff36cb735.jpg

Brain Driver состоит из надеваемой на голову гарнитуры c 16 датчиками, которые отслеживают электрические импульсы, подаваемые мозгом. Клинические приборы обычно оснащены 32 датчиками, но Лларена и его команда пытаются создать устройство, которое было бы как можно более компактным, дешевым и необременительным для пользователя.

"Мы думаем, что и 16 датчиков – это слишком много, - говорит он. - И пытаемся понять, можно ли убрать половину из них". Есть, однако, предел, за которым сигналы становятся слишком слабыми. Специалисты уже сейчас работают со сверхслабыми токами, излучаемыми мозгом, пытаясь прочитать и интерпретировать их. «Это то же самое, как если бы мы установили микрофон по одну стороны стены и попытались расслышать кого-то одного из миллиона людей, кричащих по другую сторону», - говорит Лларена.

Прочитав все сигналы, исходящие из черепной коробки человека, система должна преобразовать их в инструкции для автомобиля или инвалидной коляски. По замыслу, водитель сосредоточенно думает о том, чтобы повернуть направо, а затем, когда нужно, столь же ясно думает о повороте налево. В это время электроды улавливают и передают команды на совершение определенного действия.

Но мысли вовсе не обязательно должны быть столь же простыми, как слова "налево" или "направо". Это может быть и нечто абстрактное, вроде места или формы.

"Процесс был весьма длительным, поскольку я совсем не представлял себе, что делать. Я думал обо всем – морском береге, красных кубиках, красных кругах", - рассказывает Хенрик Матцке. В конце концов, он понял: если вообразить красный кубик, а затем представить себе, что кубик движется вперед внутри его черепа, можно и машину заставить двигаться вперед. Если он подумает, что кубик движется влево, он сможет поехать налево.

Позднее команда разработчиков поняла, что на самом деле Матцке активировал двигательную область коры головного мозга, то есть запускал процесс посылки сигналов достаточно сильных, чтобы их можно было уловить.

17378369b295d070a3f6f12201ebaa32.jpg

"В моем случае все было довольно просто", - говорит Матцке под хохот коллег. "Ребята смеются, потому что у них это не получается", - объясняет он. Это и есть тот самый вызов, который сводится к человеческому фактору: добиться тренировкой, чтобы твой мозг посылал сигналы, которые могла бы правильно интерпретировать машина, действительно трудно. Даже Метцке, который по характеру был самым непосредственным из всех членов команды, говорит, что ему понадобился не один месяц, прежде чем он смог почувствовать себя достаточно уверенно для управления машиной или коляской.

"Я добился почти 70-процентной уверенности, - говорит он. - Но ведь нельзя же сесть за руль автомобиля и сказать: "Я уверен на 70%". После нескольких месяцев тренировок он мог совершать маневры на летном поле в бывшем берлинском аэропорту Темпельхоф. Там он не рисковал попасть в аварию, если вдруг шальная мысль залетит в голову (на дорогах общего пользования не разрешено ездить на автомобиле, управляемом силой мысли).

Матцке относится к своим экспериментам без особых эмоций. "Не так уж это и странно, - говорит он. - Ведь мы уже создали автономные машины. Если сидишь в машине, которая едет сама по себе, не будешь удивляться, когда заставишь ее ехать по команде собственного мозга".

Существуют, впрочем, определенные ограничения. Пока все команды бинарны или двоичны, то есть, по сути, заранее заданы и конкретны. Нельзя скомандовать "чуть левее" или "чуть правее". Нельзя пока и регулировать скорость при движении вперед. Водитель, управляющий машиной с помощью мысли, должен быть постоянно сосредоточен, но при этом не напряжен.

Трудности такого рода уже доставили немало разочарований обладателям роботизированных протезов рук, управляемых силой мысли. Чтобы научиться пользоваться ими, нужны месяцы изнурительных тренировок.

e2f83047e146902856468a027bc14935.jpg

Многие люди, лишившиеся конечностей, находят этот процесс слишком утомительным. Некоторые из них отказываются от использования роботизированных протезов. Они говорят, что ими слишком тяжело пользоваться.

Лларена хочет избежать этого в случае с автомобилем, управляемым командами мозга, поэтому разработчики стремятся упростить систему. Она должна меньше зависеть от команд мозга типа "повернуть налево – повернуть направо". Мозг должен лишь выбрать место назначения, а остальное машина или коляска сделают сами.

Иными словами, вместо того, чтобы заставить коляску объезжать каждый угол в квартире, пользователь посылает мысленный сигнал "кухня!", и коляска сама привезет его туда.

В будущем имплантированные в мозг электроды позволят сделать процесс управления более тонким, говорит специалист по обработке сигналов мозга Омар Мендоса, который работает вместе с Ллареной. "В этих случаях можно рассчитывать на по-настоящему хорошие результаты", - продолжает он. Однако люди с серьезными ограничениями физических возможностей могут и не согласиться на операцию на мозге ради восстановления собственной подвижности.

Лларена и его команда – не единственные, кто пытается разрабатывать автомобили и коляски для людей, не имеющих возможности физически управлять ими. Несколько лет назад компания Toyota работала над проектом инвалидной коляски, управляемой командами мозга. Еще одна команда инженеров сумела снова усадить за руль бывшего автогонщика с парализованными руками и ногами. Вместо того чтобы посылать машине сигналы мозга, он управлял ею наклонами головы и скрежетом зубов.

Пока никто еще не готов выпустить на дорогу автомобиль, управляемый мыслью, или предоставить свою квартиру под эксперименты с инвалидной коляской, действующей по такому же принципу. Прежде чем это произойдет, должна быть создана более простая система управления и разработаны более устойчивые и надежные алгоритмы, которые вмешивались бы в процесс управления, если водитель вдруг отвлечется или замешкается. Пока ученые не решат эту проблему, вам не суждено увидеть, как на дороге вас обгоняет автомобиль, управляемый силой мысли.

В настоящее время Хенрик Матцке – один из очень малого числа людей, отправляющихся в путь на машине, управляемой разумом.

Роуз Ивлет

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ