«Разработчиков нейроинтерфейсов скоро будут готовить в техникумах»
Logo
Cover

Попытки создать эффективный интерфейс мозг-компьютер предпринимают сотни компаний по всему миру — от гиганта Facebook до стартапа Илона Маска Neuralink. Однако футурологи пока относят технологию к проектам отдаленного будущего. О развитии нейросистем в России и подготовке первых специалистов в отрасли Хайтеку+ рассказал эксперт WorldSkills, преподаватель Политехнического колледжа им. Н. Н. Годовикова, член-корр. МАН ИПТ Павел Отто.

«Нейроинтерфейс даст возможность управлять машинами силой мысли»

— Нейроинтерфейсы исследуют уже полстолетия, но пока они так и не получили широкого применения. Что препятствует развитию технологии?

— Одна из самых существенных преград, которая стоит перед разработчиками нейроинтерфейсов, — это отсутствие унификации. А унифицированной системы до сих пор нет, поскольку к каждому человеку нужен индивидуальный подход — только так он научится управлять физическим или виртуальным объектом.

В медицине цель оправдывает средства. Людям с ограниченными возможностями жизненно важно освоить технологию, чтобы, например, управлять инвалидной коляской усилиями головного мозга.

На освоение нейроинтерфейса уходит полгода или год. В обычной жизни человек не готов уделять так много времени обучению. 

Чтобы унифицированная система все-таки появилась, нужно собрать большую базу данных на основе экспериментальных исследований. Она позволит соотносить альфа- и бета-ритмы мозга с различными состояниями человека. 

Благодаря такой базе процесс освоения интерфейса займет меньше времени. К примеру, пользователь наденет оборудованный датчиками шлем, и нейросистема за 10 минут изучит его эмоциональное состояние и составит индивидуальную систему параметров. После этого человек свободно сможет пользоваться устройством.

Пока обучение за 10 минут — это что-то из области фантастики. Но даже два-три сеанса тренировки по полтора часа — это вполне приемлемый срок для каждого, кто хочет освоить нейроинтерфейс. 

— О каких бытовых сценариях применения нейротехнологий идет речь?

— Пока в первую очередь о биологической обратной связи, сборе данных о физиологических особенностях нашего тела. Нейросистемами также интересуются рекламные агентства, которые хотят исследовать реакцию человека на различные виды информации. Маркетологи смогут понять, какой рекламный продукт вызывает наибольший отклик у аудитории. Выяснить это можно с помощью альфа- и бета-ритмов: по ним сразу видно, в какой момент мозг возбуждается, а когда, наоборот, воспринимает информацию равнодушно. 

Наших специалистов как-то пригласили в филармонию. Перед ними поставили задачу оценить состояние мозга музыкантов во время исполнения классической симфонии.

Также ведутся разработки нейросистем для автомобилистов. К примеру, с помощью альфа-ритма можно с точностью до 99% определить, открыты у человека глаза или закрыты, засыпает он или бодрствует.  Простейший шлем с двумя датчиками позволит обезопасить водителя на дороге. Устройство мгновенно отреагирует в случае, если шофер уснет за рулем. Разбудить его поможет вибрация руля или звуковой сигнал.

Отдельно разрабатывают технологию для дальнобойщиков. Когда они долго едут ночью по трассе, а затем въезжают в освещенный тоннель, происходит мерцание света. Потенциально такая ситуация способна вызвать эпилептический приступ. Причем заранее просчитать вероятность невозможно — бывает, что человеку никогда не диагностировали эпилепсию, но мерцание вызывает у него внезапную реакцию.

Шлем быстро считывает отклик на фотостимуляцию при помощи анализа бета-ритмов. Устройство дает сигнал на отключение двигателя и останавливает грузовик. Благодаря таким технологиями можно предотвратить многие аварии. 

— Но уже сейчас появляются похожие биометрические системы контроля, которые, например, следят за водителем и не позволяют ему уснуть за рулем. Не получится ли так, что нейросистемы в принципе не понадобятся? Пока их будут разрабатывать, появятся более быстрые и совершенные технологии.

— Предполагаю, что технологии компьютерного зрения потребуется больше времени, чтобы распознать закрытые глаза, чем нейрошлему. Также важно сравнить точность обоих методов. Но у нейротехнологий есть и другие сценарии применения, которые биометрия пока не затрагивает.

Если в будущем нам удастся создать быстро обучающуюся систему, которую можно освоить за несколько часов, то появится возможность управлять машинами силой мысли. 

— За какими разработками в области нейроинтерфейсов вы следите?

— Среди российских ученых я бы отметил Александра Каплана (заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов на биологическом факультете МГУ — прим. авт.). Я учился на его статьях, а недавно мне удалось познакомился с профессором. 

В целом в сфере нейросистем пока не так много игроков. В России создана рабочая группа НейроНэт, которая планирует объединить всех, кто интересуется нейротехнологиями. Мы с этой организацией уже сотрудничаем.

«Задача нейроинтерфейсов — облегчить жизнь человеку»

— У нейроинтерфейсов неоднозначная репутация. В Китае, например, ЭЭГ-датчики якобы используют в армии, на госпредприятиях и в частных компаниях, чтобы анализировать эмоции сотрудников. Говорят и о других антиутопических сценариях применения нейроинтерфейсов. Как вы подходите к проблеме этики в нейротехнологиях?

— Да, недоверие к технологии пока есть. Поэтому мы и работаем с НейроНэт, чтобы популяризовать ее. Но наши разработки целиком и полностью безопасны. Более того, они обладают терапевтическим эффектом.  В целом, наша задача — облегчить жизнь человеку.

Мы хотим создать устройство, которое позволило бы оператору управлять промышленным роботом силой мысли. Если рабочий почувствует себя плохо, система сразу передаст сигнал и его тут же заменит другой сотрудник.

— Пока большинство проектов существует в теории. Есть ли шанс, что через 10-20 лет нейроинтерфейсы будут использоваться для управления смартфонами и другими гаджетами?

— Не буду рассуждать о сроках, но я очень в это верю. Главное, получить функциональный нейроинтерфейс, а на выходе уже неважно, чем именно будет управлять нейропилот — квадрокоптером, промышленным роботом, машиной, приложением.

«В нейротехнологиях лидирующее положение занимает Россия»

— В России пока готовят не так много специалистов по нейроинтерфейсам. По-вашему, ситуация скоро изменится? 

— Да, пока их не готовят, но это профессия будущего, и с 2020 года ее начнут вносить в официальные реестры. Уже определен перечень умений и навыков, которыми должен обладать такой специалист. И мы знаем, какие модули и предметы нужно преподавать. Также у меня есть наработки по введению новых специальностей в образовательный процесс.

Со временем появится возможность пойти в техникум и обучиться на проектировщика нейроинтерфейса.

Программа будет включать в себя модули по медицине — важно знать, что такое альфа-ритмы, бета-ритмы, на каких частотах они происходят. Сейчас этих знаний очень не хватает программистам, которые проектируют нейроинтерфейсы.

Важно также освоить инженерные навыки. Полное знание электротехники не понадобится, но разбираться в том, как устроены основные усилители сигнала, потенциометры и устройства энцефалографа, необходимо.

Ну и, конечно, программирование, поскольку нейроинтерфейс — это программа, которая связывает ваше эмоциональное состояние с физическим или виртуальным объектом.

— Где будет работать такой специалист? Индустрии ведь пока тоже не существует.

— Да, она еще не оформилась, но наши индустриальные партнеры уже жалуются, что им не хватает специалистов. У них ушло пять лет, чтобы сколотить команду по проектированию нейроинтерфейсов. На чемпионате DigitalSkills (отраслевой чемпионат молодых профессионалов цифровой индустрии — прим. авт.) компании iHealth и Kolibri Group уже присматриваются к участникам из политехнических колледжей. Одного ученика даже собираются взять на работу.

— На ваш взгляд, кто первым совершит прорыв в отрасли? У какой страны больше шансов?

— Пока лидирующие позиции занимает Россия. Если мы не их не уступим, то у нас хорошие шансы. Но если Америка решит вложиться в нейротехнологии, то сразу найдутся специалисты и разработчики, которые выведут ее в лидеры.

Китай с его производственными площадями также может добиться многого. Но китайцы, скорее всего, дождутся, пока другие страны все разработают и после этого начнут масштабировать технологию. Тем не менее, сейчас Россия в этой сфере конкурентоспособна.