علماء صينيون يجعلون التطور المشترك بين الدماغ والحاسوب ممكناً لأول مرة
قناة اليمن | بكين
قال باحثون صينيون إنهم طوروا أول واجهة دماغ حاسوبية ثنائية الاتجاه في العالم، مما يعزز الكفاءة بمقدار 100 ضعف ويدفع التكنولوجيا خطوة أقرب نحو الاستخدام اليومي العملي.
وفي دراسة نشرتها مجلة “Nature Electronics” يوم الاثنين، قال العلماء إن النظام يمكن دمجه في النهاية في أجهزة BCI المحمولة والقابلة للارتداء، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الاستهلاكية والطبية.
وعلى عكس واجهات الدماغ والحاسوب التقليدية، التي تفك شفرة إشارات الدماغ، فإن هذا الاختراق يمكّن الدماغ والجهاز من التعلم من بعضهما بعضا، مما يوفر أداءً مستقرًا بمرور الوقت، وفقًا لباحثي جامعة تيانجين وجامعة تسينغهوا.
قال المؤلف المشارك في البحث شو مينغ بينغ من جامعة تيانجين: “إن عملنا هو الأول الذي يقدم مفهوم التطور المشترك بين الدماغ والحاسوب ويثبت بنجاح جدواه، مما يمثل خطوة أولية نحو التكيف المتبادل بين الذكاء البيولوجي والآلي”.
يعود تاريخ تقنية BCI إلى سبعينيات القرن العشرين عندما أظهر العلماء لأول مرة أنه يمكن تسجيل إشارات الدماغ وترجمتها إلى أوامر، مما يسمح للمستخدمين بالتحكم في الآلات بأفكارهم، بحسب تقرير نشره موقع “scmp” واطلعت عليه “العربية Business”.
في حين ركزت الأبحاث المبكرة على مساعدة الأشخاص ذوي الإعاقة، فقد توسعت BCIs اليوم لتشمل مجموعة واسعة من التطبيقات، من الأجهزة القابلة للارتداء للألعاب إلى التحكم في الطائرات بدون طيار بدون استخدام اليدين.
ومع ذلك، فإن الطبيعة أحادية الاتجاه للتكنولوجيا تعني أن أجهزة BCI غير قادرة على توفير ردود الفعل التي تساعد الدماغ على التكيف وتحسين التحكم بمرور الوقت، غالبًا ما يتسبب هذا القيد في انخفاض الأداء مع الاستخدام المطول.
قال بينغ : “إن التحدي الرئيسي في تطوير تكنولوجيا BCI هو تحقيق التعلم المتبادل بين الدماغ والآلة”.
وفقًا للورقة البحثية، وجد بينغ وزملاؤه أن التغيرات في إشارات الدماغ لم تكن تقلبات عشوائية ناجمة عن عوامل مثل التعب أو العواطف، بل كانت تتشكل أيضًا من خلال كيفية تفاعل الدماغ مع واجهة الدماغ والحاسوب.
بناءً على هذه الرؤية، استخدم الباحثون شريحة ذاكرة مقاومة تحاكي الشبكات العصبية لتطوير إطار ثنائي الحلقة يخلق تفاعلًا أكثر طبيعية واستجابة بين الدماغ والآلة.
يتميز النظام بحلقة تعلم آلي تعمل على تحديث جهاز فك التشفير باستمرار للتكيف مع اختلافات إشارات الدماغ، وحلقة تعلم دماغي تساعد المستخدم على تحسين التحكم في الجهاز من خلال ردود الفعل في الوقت الفعلي.
وقال: “بالمقارنة مع واجهات الدماغ والحاسوب الرقمية التقليدية، زاد نظامنا ثنائي الحلقة من الكفاءة بأكثر من 100 مرة مع تقليل استهلاك الطاقة بمقدار 1000 مرة”.
كما أتاح نظام الحلقة المزدوجة إمكانية أداء مهام أكثر تعقيدًا، وتحسين التحكم بدرجتين من الحرية المسموح به من قبل معظم واجهات الدماغ والحاسوب، مثل تحريك طائرة بدون طيار لأعلى أو لأسفل أو من اليسار إلى اليمين.
وبحسب الدراسة، تم توسيع النظام الجديد للسماح بالتحكم بأربع درجات من الحرية، بما في ذلك الحركات للأمام والخلف والدوران، كل ذلك باستخدام إشارات الدماغ وحدها.
ووجدت الدراسة، التي تضمنت اختبارات لمدة ست ساعات شملت 10 مشاركين، أن النظام التكيفي حسن الدقة بنحو 20% مقارنة بواجهات الدماغ والحاسوب دون التكيف، مما يدل على الاستقرار والتعلم على المدى الطويل.
وقال بينغ: “لقد قدم بحثنا أساسًا نظريًا قويًا ودعمًا فنيًا لتطوير أنظمة BCI العملية وفتح اتجاهات جديدة لتقدم الذكاء المتكامل بين الدماغ والآلة”.
لقد لعبت أميركا وأوروبا والصين أدوارًا رئيسية في تطوير تكنولوجيا BCI.
وبينما تركز شركات مثل “نيورلينك” التابعة لإيلون ماسك على الواجهات المزروعة في الدماغ، حقق الباحثون في الصين خطوات كبيرة في مجال BCI غير الجراحية والتكيفية.
