Newsy

Przełom w zakresie interfejsów mózg–komputer. O 90 proc. obniżono pobór energii implantów, co pozwoli znacznie wydłużyć ich pracę [DEPESZA]

2020-08-10  |  05:55
Wszystkie newsy

Naukowcy dokonali dużego skoku technologicznego w zakresie zasilania interfejsów mózg–komputer. Opracowano metodę zmniejszenia poboru mocy implantu przy jednoczesnym zwiększeniu jego dokładności w przesyłaniu sygnałów elektrycznych. To pozwoli opracować długowieczne implanty mózgowe, które mogą zarówno leczyć choroby neurologiczne, jak i umożliwiać sterowanie za pomocą mózgu protezami kończyn, a nawet maszynami.

– Obecnie interpretowanie sygnałów mózgowych w czyichś zamiarach wymaga komputerów tak wysokich jak ludzie i dużej ilości energii elektrycznej – o wartości kilku akumulatorów samochodowych – podkreśla Samuel Nason, doktorant w Laboratorium Protetyki Nerwu Korowego na Uniwersytecie Michigan.

Zespół z Uniwersytetu Michigan o 90 proc. obniżył zapotrzebowanie prototypowego interfejsu mózg–komputer, przy okazji zauważalnie poprawiając niezawodność przepływu danych. Udało się to uzyskać poprzez zastosowanie autorskiego systemu kompresji sygnałów mózgowych. Większość przewodowych interfejsów mózg–komputer przetwarza aż do 20 tys. impulsów nerwowych na sekundę, przez co implant musi pobierać dużo energii. Nowa metoda zakłada badanie sygnałów SBP, czyli zespołu częstotliwości emitowanych przez wiele neuronów w zakresie od 300 do 1000 Hz.

Współczesne interfejsy mózg–komputer funkcjonujące w formie implantów doczaszkowych muszą analizować nawet do 20 tys. impulsów nerwowych na sekundę, aby zapewnić płynny i precyzyjny przepływ danych pomiędzy mózgiem a zewnętrznym komputerem. Stosując metodę opracowaną na Uniwersytecie Michigan, można zaprojektować implant, który zapewni podobną bądź wyższą precyzję pomiaru, analizując zaledwie 2 tys. impulsów nerwowych na sekundę. Dzięki temu implanty kolejnej generacji będą mogły pobierać nawet do 90 proc. mniej energii.

– Zmniejszenie ilości energii elektrycznej o rząd wielkości pozwoli w końcu na stworzenie interfejsów mózg–maszyna w domu – przekonuje Samuel Nason. – Już istniejące obwody, wykorzystujące tę samą szerokość pasma i moc, mogą mieć teraz zastosowanie do całego szeregu interfejsów mózgmaszyna. 

Jednym z pionierów na rynku miniaturyzacji technologii interfejsów mózg–komputer jest Neuralink, które pracuje nad prototypowymi rozwiązaniami tego typu. Firma Elona Muska zaprezentowała już wyspecjalizowaną maszynę do szycia, która pozwoli w pełni automatycznie wwiercić się w czaszkę pacjenta i zaszyć w mózgu wiązki elektrod służących do przesyłania impulsów nerwowych do zewnętrznego komputera.

Neuralink jest obecnie w fazie wczesnych testów laboratoryjnych na szczurach, które mają potwierdzić możliwość nawiązania wysokoprzepustowego połączenia między mózgiem a maszyną. Według obecnych założeń 28 sierpnia 2020 roku firma ujawni stan prac nad projektem, a w 2021 roku będzie gotowa do wszczepienia implantów pierwszym pacjentom. Pozwolą one obejść rdzeń kręgowy i nawiązać bezpośrednie połączenie pomiędzy centralnym układem nerwowym a kończynami, tym samym przywracając ich sprawność.

Odkrycie naukowców z Michigan może z kolei prowadzić do powstania długotrwałych implantów mózgowych, które mogą zarówno leczyć choroby neurologiczne, jak i umożliwiać sterowanie za pomocą mózgu protezami kończyn, a nawet maszynami.

– To duży krok naprzód – podkreśla Cynthia Chestek, profesor nadzwyczajny inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Michigan. – Uzyskanie sygnałów o dużej przepustowości, których obecnie potrzebujemy do bezprzewodowych interfejsów maszyna–mózg, byłoby całkowicie niemożliwe, biorąc pod uwagę zasilanie istniejących urządzeń, takich jak rozrusznik.

Według analityków z firmy Valuates Reports wartość globalnego rynku interfejsów mózg–komputer w 2019 roku wyniosła 1,36 mld dol. Przewiduje się, że do 2027 roku wzrośnie do 3,85 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 14,3 proc.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

NEWSERIA POLECA

Bezpieczeństwo najważniejsze dla pacjentów decydujących się na zabiegi korekty wad wzroku

Wady refrakcji, takie jak krótkowzroczność, astygmatyzm czy starczowzroczność, można skutecznie i trwale usunąć. Kwestii bezpieczeństwa zabiegów korekcji wad wzroku dotyczy najwięcej obaw pacjentów, którzy myślą o takim kroku. Tutaj z pomocą przychodzą certyfikaty spełnianych norm jakości, akredytacje poszczególnych placówek oraz potwierdzenie kwalifikacji lekarzy chirurgów.

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Konsument

Polacy chcieliby głosować elektronicznie. Brakuje woli politycznej i technicznego zaplecza dla takiego rozwiązania

Ponad połowa Polaków chciałaby głosować przez internet – wynika z analizy CBOS. Już dziś niektóre państwa na świecie korzystają z głosowania elektronicznego, a wiele innych rozważa wprowadzenie takiego rozwiązania. Światowym liderem w tym zakresie jest Estonia, gdzie od 2005 roku działa e-voting. Także w Polsce po wyborach w 2023 roku pojawił się tego typu pomysł. Okazuje się jednak, że choć wola społeczna zdigitalizowania sposobu wyboru rządzących jest, to woli politycznej ciągle brakuje. Nie wiadomo też, która z platform mogłaby pełnić rolę bezpiecznej urny wyborczej.

Prawo

Tak zwana sztuczna twórczość coraz popularniejsza. Wyzwaniem pozostają kwestie praw autorskich

Rosnąca popularność narzędzi AI spowodowała, że powstaje coraz więcej „dzieł sztuki”, będących wytworem działania algorytmów, które potrafią m.in. tworzyć muzykę dopasowaną do preferencji i nastroju, malować obrazy, a nawet pisać poezję czy scenariusze filmowe. To rodzi szereg wyzwań dotyczących praw autorskich. Są także wątpliwości dotyczące ochrony dzieł, z których AI się uczy. Narzucanie prawnych zakazów i obostrzeń może jednak nie przynieść efektów.

Handel

Sztuczna inteligencja zmienia e-handel. Będzie wygodniej dla konsumentów, ale też sporo zagrożeń

W ciągu siedmiu lat wartość rynku związanego z wykorzystaniem sztucznej inteligencji w handlu elektronicznym wzrośnie ponad dwuipółkrotnie – do ponad 22 mld dol. Przedsiębiorcy widzą w niej duży potencjał marketingowy. Z punktu widzenia konsumentów obecność AI na platformach sprzedażowych to szansa na oszczędzenie czasu przy wyszukiwaniu produktów i możliwość otrzymywania spersonalizowanych ofert. To jednak również duże ryzyka – zwiększone ryzyko narażenia na manipulację i deepfake, a także obawa o bezpieczeństwo danych osobowych.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.