Kõrgema närvitegevuse uuringute instituudi insenerid on suutnud luua süsteemi, mis tõlgib mõtted arusaadavaks ja äratuntavaks kõneks. Kontrollides kellegi ajutegevust, rekonstrueerib tehnoloogia mõtted sõnadeks.
See teaduslik läbimurre koos AI ja kõnesüntesaatorite jõuga avab arvuti ja aju koostoimimisel uue ajastu. Muidugi avab see uusi võimalusi ka inimestele, kes on ühel või teisel põhjusel kaotanud kõnevõime.
„Meie hääled aitavad hoida kontakti oma sõprade, perekonna ja ümbritseva maailmaga, nii et häälejõu kaotamine vigastuste või haiguste tõttu on inimestele laastav. Tänapäeva teadmistevaru abil on meil aga potentsiaalne viis selle jõu taastamiseks. Oleme näidanud, et õige tehnoloogia abil saab inimeste mõtted dešifreerida ja neid saab iga kuulaja mõista,”ütleb doktor Nima Mesgarani ja Columbia ülikooli Mortimer B. Zuckermani vaimse käitumise instituudis Mortimer B. Zuckermani uuringu üks autoritest.
Aastakümnete pikkused uuringud on näidanud, et kui inimesed räägivad või isegi ette kujutavad, et nad räägivad sõnu, ilmnevad nende ajus iseloomulikud tegevusharjumused. Selge ja äratuntav signaalimuster tekib ka siis, kui kuulame kedagi rääkimas või kujutame ette, et kuulame. Eksperdid on püüdnud neid mustreid dešifreerida aastakümneid, kuid alles nüüd on nende ees avanud tulevik, milles mõtteid ei saa enam ajus peita, vaid neid saab soovi korral kõnekeelde tõlkida.
Kuid seda feat polnud kerge teostada. Dr Mesgarani ja teiste varased katsed ajusignaale dešifreerida keskendusid lihtsatele arvutimudelitele, milles analüüsiti spektrogramme, mis on helisageduse visuaalsed kujutised.
Kuid tänu sellele, et selline lähenemisviis ei andnud arusaadavale kõnele midagi lähedast, pöördus dr Mesgarani meeskond selle asemel vokooderi - arvutialgoritmi poole, mis suudab kõnesid sünteesida pärast seda, kui on koolitatud salvestama inimeste vestlusi.
"See on sama tehnoloogia, mida Amazon Echo ja Apple Siri kasutavad meie küsimustele suuliselt vastamiseks," ütles dr Mesgarani, kes on ka Fu Sihtasutuse Columbia inseneri- ja rakendusteaduste kooli elektrotehnika dotsent.
Aju aktiivsuse tõlgendamise õpetamiseks tegi dr Mesgarani koostööd doktorikraadiga doktorikraadi doktorandi Ashesh Dinesh Mehtaga, Northwelli tervisearsti partnerite neuroteaduste instituudi neurokirurgi ja tänase artikli kaasautoriga. Dr Mehta ravib epilepsiahaigeid, kellest mõned peavad läbima regulaarse operatsiooni.
Reklaamvideo:
"Koostöös dr Mehtaga palusime epilepsiahaigetel, kellel oli juba ajuoperatsioon läbi viidud, kuulata erinevate inimeste soovitusi, samal ajal kui me mõõtsime nende aju aktiivsuse mustreid," räägib dr Mesgarani. "Need närvimustrid treenisid vokoorti."
Seejärel palusid teadlased neil samadel patsientidel kuulata kõlareid, kes hääldavad numbreid 0 kuni 9, salvestades samal ajal ajusignaale, mida saaks seejärel vokooderi kaudu edastada. Hääle, mille vokooder tekitas vastusena nendele signaalidele, analüüsiti ja täpsustati närvivõrkude, näiteks tehisintellekti abil, mis jäljendab bioloogilise aju neuronite struktuuri.
Lõpptulemuseks oli robotijääk, mis kordas numbrijada. Salvestuse õigsuse kontrollimiseks juhendasid dr Mesgarani ja tema meeskond inimesi salvestist kuulama ja kuulduist teada andma.
"Leidsime, et inimesed suudavad helisid mõista ja korrata umbes 75% ajast, mis on tunduvalt parem kui kõik varasemad katsed," ütleb dr Mesgarani. Arusaadavuse paranemine ilmnes eriti selgelt uute salvestuste võrdlemisel varasemate spektrogrammi põhjal tehtud katsetega. "Tundlik vokooder ja võimsad närvivõrgud esindasid helisid, mida patsiendid alguses hämmastava täpsusega kuulsid."
Dr Mesgarani ja tema meeskond plaanivad nüüd katsetada keerulisemaid sõnu ja lauseid. Samuti kavatsevad nad teha samu teste ajusignaalide osas, mida kiirgab inimene siis, kui inimene räägib või kujutleb kõnet. Lõppkokkuvõttes loodavad nad, et nende süsteem võib olla osa implantaadist, sarnaselt mõnede epilepsiahaigetega, mis tõlgib kandja mõtted otse sõnadesse.
"Selle stsenaariumi korral, kui kiibi omanik arvab:" Mul on vaja klaasi vett ", suudab meie süsteem võtta selle mõtte genereeritud ajusignaalid ja muuta need sünteesitud verbaalseks kõneks," ütleb dr Mesgarani. "See on mänguvahetaja ja kõigile, kes on vigastuste või haiguse tõttu kaotanud kõnevõime, annab tehnoloogia uue võimaluse suhelda ümbritseva maailmaga."
Toimetuskommentaar
Kuna mõnel meie töötajal on teatav seos neurofüsioloogiaga, võime absoluutselt ühemõtteliselt väita, et mõtete lugemise ja nende mõtete sõnadesse tõlkimise probleemi lahendamine ei ole probleem, mida saaks lahendada mingi doktorikraadiga koos intelligentse neurokirurgiga. See on ülesanne uurimisinstituudile, kes lahendab selle saja, kahesaja või enama aasta jooksul. Pealegi pole sugugi tõsiasi, et uurimisinstituut selle probleemi lahendab - isegi kui sinna tuuakse kõik NASA superarvutid, mille peal inseneride rahvamass hakkab närvivõrke simuleerima. Teadusajakirja artikkel siiski ei valeta ja mõtete äratundmise fakt on kindlasti olemas. Kuidas saaks neid kahte fakti kokku viia?
Väga lihtne. Viimase 20-30 aasta jooksul on maailmas ilmunud tohutul hulgal täiesti uskumatuid ja väga keerulisi tehnoloogiaid, näiteks mikroprotsessorid ja kõvakettad. Ja iga päev ilmub üha rohkem uusi leiutisi, mis kirjutatakse alla mõnele "andekale õpilasele", kes on garaažis istudes kogunud vanametalli tüki, mille üle teadusinstituudid on 50 aastat võidelnud. Ja sel juhul on meil sarnase geneesi leiutis. See tähendab, et arendustööd, mida on aastaid tehtud (või inimestele üle antud), pole selge, kes, aga mis salvestati Kolumbiast pärit tädi ja onu juurde.
Tegelikult pole absoluutselt vahet, kes Vikipeedia tehnoloogia “leiutajateks” kirjutab. Peaasi, et tehnoloogiat tutvustati maailmale teadusliku ajakirja abil. Lisaks hakkab mõni Hiina ettevõte tootma selliseid "vidinaid", mis harjutavad inimesi mõttega, et nende pea on nüüd täiesti läbipaistvaks muutunud. Kolmandaks etapiks saab sama Orwelli “1984”, kui isegi ükskõik millise inimese mõtteid saab vabalt eemalt lugeda. Näiteks pannes korteritesse spetsiaalsed andurid või integreerides kehasse ajuimpulssidele reageeriva spetsiaalse kiibi. Lisaks.
Igal tehnoloogial on reeglina vastupidine rakendus. Näiteks kui on olemas tehnoloogia närviimpulsside sõnadeks muundamiseks, siis sama põhimõtet kasutades saate suvalised sõnad kellegi mõteteks muuta. Selles olukorras on eri riikide presidendil suurejooneline väljavaade saada toetust absoluutselt kogu valijaskonnal, sest nüüd on olemas tehniline võimalus panna iga valija isegi mõtlema nagu tema - piisab, kui pistke pistikupesasse õigesti moduleeritud signaal.
Üldiselt on ütlematagi selge, et avanevad maailma imelisemad väljavaated ja jälgime sündmuste arengut huviga.