Mokslinis proveržis minčių skaitymo srityje: įtaisų, kuriuos gali nusipirkti kiekvienas, išradimas

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Inžinieriai iš Aukštojo nervinio aktyvumo studijų instituto sugebėjo sukurti sistemą, kuri paverčia mintis suprantama ir atpažįstama kalba. Kontroliuodama kieno nors smegenų veiklą, technologija mintis paverčia žodžiais.

Šis mokslinis laimėjimas kartu su AI ir kalbos sintezatorių galia atveria naują kompiuterio ir smegenų sąveikos erą. Žinoma, tai atveria ir naujų galimybių žmonėms, kurie dėl vienokių ar kitokių priežasčių prarado gebėjimą kalbėti.

„Mūsų balsai padeda palaikyti ryšį su draugais, šeima ir mus supančiu pasauliu, todėl balso galios praradimas dėl traumos ar ligos yra pražūtingas žmonėms. Tačiau, turėdami šiandieninių žinių, turime galimybę atkurti šią galią. Mes parodėme, kad naudojant tinkamas technologijas žmonių mintis gali iššifruoti ir suprasti bet kuris klausytojas“, – sako mokslų daktaras Nima Mesgarani ir vienas iš Kolumbijos Mortimero B. Zuckermano psichikos elgesio instituto tyrimo autorių. universitetas.

Dešimtmečius trukę tyrimai parodė, kad žmonėms kalbant ar net įsivaizduojant, kad jie taria žodžius, jų smegenyse atsiranda būdingi veiklos modeliai. Aiškus ir atpažįstamas signalizacijos modelis taip pat atsiranda, kai klausomės ką nors kalbančio arba įsivaizduojame, kad klausomės. Ekspertai dešimtmečius bandė iššifruoti šiuos modelius, tačiau tik dabar prieš juos atsivėrė ateitis, kurioje mintys nebegali būti paslėptos smegenyse, o gali būti išverstos į šnekamąją kalbą.

Tačiau įvykdyti šį žygdarbį nebuvo lengva. Ankstyvieji Dr. Mesgarani ir kitų bandymai iššifruoti smegenų signalus buvo sutelkti į paprastus kompiuterinius modelius, analizuojančius spektrogramas, kurios yra vaizdo garso dažnių atvaizdai.

Tačiau dėl to, kad šis metodas nesukūrė nieko panašaus į suprantamą kalbą, daktaro Mesgarani komanda vietoj to kreipėsi į vokoderių – kompiuterinį algoritmą, kuris gali susintetinti kalbą po to, kai buvo išmokytas įrašyti žmonių pokalbius.

„Tai ta pati technologija, kurią Amazon Echo ir Apple Siri naudoja atsakydami į mūsų klausimus žodžiu“, – sakė daktaras Mesgarani, kuris taip pat yra Fu fondo Kolumbijos inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos elektrotechnikos docentas.

Norėdamas išmokyti vokoderį interpretuoti smegenų veiklą, daktaras Mesgarani bendradarbiavo su Ashesh Dinesh Mehta, medicinos mokslų daktaru, Northwell Health Physician Partners' Neuroscience Institute neurochirurgu ir šiandieninio straipsnio bendraautoriu. Daktaras Mehta gydo epilepsija sergančius pacientus, kai kuriuos iš jų būtina reguliariai operuoti.

„Dirbdami su daktaru Mehta, paprašėme epilepsijos pacientų, kuriems jau buvo atlikta smegenų operacija, įsiklausyti į skirtingų žmonių pasiūlymus, kol matavome jų smegenų veiklos modelius“, – sako dr. Mesgarani. "Šie nerviniai modeliai išmokė vokoderių."

Tada tyrėjai paprašė tų pačių pacientų klausytis garsiakalbių, tariančių skaičius nuo 0 iki 9, tuo pačiu įrašant smegenų signalus, kurie vėliau gali būti perduodami per vokoderį. Garsas, kurį sukuria vokoderis, reaguojant į šiuos signalus, buvo analizuojamas ir patobulintas naudojant neuroninius tinklus, tokius kaip dirbtinis intelektas, kurie imituoja neuronų struktūrą biologinėse smegenyse.

Galutinis rezultatas buvo roboto balsas, kartojantis skaičių seką. Norėdami patikrinti įrašo tikslumą, daktarė Mesgarani ir jos komanda nurodė žmonėms klausytis įrašo ir pranešti, ką išgirdo.

"Mes nustatėme, kad žmonės gali suprasti ir kartoti garsus maždaug 75% laiko, o tai yra daug geriau nei bet kokie ankstesni bandymai", - sako dr. Mesgarani. Suprantamumo pagerėjimas buvo ypač akivaizdus lyginant naujus įrašus su ankstesniais bandymais remiantis spektrograma. "Jautrus vokoderis ir galingi neuroniniai tinklai vaizdavo garsus, kuriuos pacientai iš pradžių girdėjo nuostabiai tiksliai."

Dr. Mesgarani ir jos komanda dabar planuoja išbandyti sunkesnius žodžius ir sakinius. Jie taip pat ketina atlikti tuos pačius smegenų signalų, skleidžiamų žmogui kalbant ar įsivaizduojant kalbą, tyrimus. Galiausiai jie tikisi, kad jų sistema gali būti implanto dalis, panaši į kai kurių epilepsija sergančių pacientų nešiojamus implantus, kurie nešiojančiojo mintis tiesiogiai paverčia žodžiais.

„Šiuo atveju, jei lusto savininkas galvoja: „Man reikia stiklinės vandens“, mūsų sistema gali priimti šios minties generuojamus smegenų signalus ir paversti juos sintezuota žodine kalba“, – sako dr. Mesgarani. „Tai keičia žaidimą ir visiems, kurie prarado gebėjimą kalbėti dėl traumos ar ligos, technologijos suteikia naują galimybę bendrauti su juos supančiu pasauliu.

„The Big The One“redakcinis komentaras:Kadangi kai kurie mūsų darbuotojai turi tam tikrą ryšį su neurofiziologija, galime visiškai nedviprasmiškai teigti, kad minčių skaitymo ir šių minčių pavertimo žodžiais problemos sprendimas nėra problema, kurią koks nors filosofijos daktaras gali išspręsti kartu su protingu neurochirurgu. Tai uždavinys mokslo institutui, kuris jį spręs šimtą, du šimtus ar daugiau metų. Be to, visai ne faktas, kad tyrimų institutas išspręs šią problemą – net jei ten bus atvežti visi NASA superkompiuteriai, kuriuose minia inžinierių ims imituoti neuroninius tinklus. Tačiau straipsnis moksliniame žurnale nemeluoja ir minčių atpažinimo faktas tikrai yra. Kaip tuomet galima sujungti šiuos du faktus?

Labai paprasta. Per pastaruosius 20–30 metų pasaulyje pasirodė daugybė visiškai neįtikėtinų ir labai sudėtingų technologijų, tokių kaip mikroprocesoriai ir standieji diskai. Ir kasdien atsiranda vis naujų išradimų, kurie užrašomi kažkokiems „talentingiems studentams“, kurie, sėdėdami garaže, surinko gabalą iš metalo laužo, dėl kurio jau 50 metų grumiasi mokslo institutai. Ir šiuo atveju turime panašios kilmės išradimą. Tai yra plėtra, kurią daugelį metų darė (arba perdavė žmonėms) kažkoks nežinomas asmuo, bet kuris buvo užrašytas tetai ir dėdei iš Kolumbijos.

Tiesą sakant, visiškai nėra skirtumo, ką Vikipedija įrašys kaip technologijos „išradėjus“. Svarbiausia, kad technologija pasauliui buvo pristatyta naudojant mokslinį žurnalą. Be to, kai kurios Kinijos įmonės pradės gaminti tokius „įtaisus“, kurie pripratins žmones prie minties, kad dabar jų galva tapo visiškai skaidri. Galiausiai trečiasis etapas bus tas pats orveliškas „1984“, kai net bet kurio žmogaus mintis bus galima laisvai perskaityti iš tolo. Pavyzdžiui, butuose pastatant specialius jutiklius arba į organizmą integruojant specialią mikroschemą, kuri reaguoja į smegenų impulsus. Be to.

Paprastai kiekviena technologija turi atvirkštinį pritaikymą. Pavyzdžiui, jei yra technologija, kaip nervinius impulsus paversti žodžiais, tai naudojant tą patį principą, bet kokius žodžius galite paversti kieno nors mintimis. Šioje situacijoje skirtingų šalių prezidentai turi grandiozinę perspektyvą, kad juos palaikys absoliučiai visas elektoratas, nes dabar yra techninė galimybė priversti kiekvieną rinkėją net galvoti taip, kaip jis – užtenka į lizdą įkišti teisingai moduliuotą signalą..

Apskritai, ką pasakyti – pasaulio perspektyvos atsiveria nuostabiausios ir mes su susidomėjimu sekame įvykių raidą.