Исследователи из Университета Тяньцзиня и Университета Цинхуа разработали первый в мире двусторонний адаптивный интерфейс “мозг-компьютер” (BCI), который повышает эффективность работы системы в 100 раз по сравнению с традиционными решениями. Новая технология позволяет мозгу и компьютеру обучаться друг у друга, обеспечивая стабильность работы и прокладывая путь к практическому применению BCI в повседневной жизни.
Традиционные интерфейсы “мозг-компьютер” работают в одном направлении, передавая сигналы мозга в систему управления. Однако отсутствие обратной связи ограничивает возможности адаптации и со временем снижает точность управления. Новый подход устраняет это ограничение, создавая систему, в которой и мозг, и машина могут эволюционировать вместе.
По словам одного из авторов исследования, профессора Сюй Минпэна из Университета Тяньцзиня, их работа стала первой успешной реализацией концепции “совместной эволюции мозга и компьютера”. Это открытие закладывает основу для разработки интеллектуальных систем, способных адаптироваться к пользователю в реальном времени.
Прорыв в двустороннем взаимодействии мозга и машины
С момента появления BCI в 1970-х годах технологии позволяли людям управлять машинами силой мысли. Первоначально разработки ориентировались на помощь людям с ограниченными возможностями, но сегодня их применение расширилось – от управления дронами без рук до взаимодействия с видеоиграми.
Одним из ключевых достижений китайских ученых стало использование энергоэффективного мемристорного чипа, имитирующего работу нейронных сетей. В отличие от традиционных цифровых систем, новая архитектура включает две петли обучения:
- Петля машинного обучения – обновляет декодер в ответ на изменения мозговых сигналов.
- Петля обучения мозга – помогает пользователю улучшать контроль за счет обратной связи в реальном времени.
Этот подход не только увеличивает точность работы системы, но и снижает энергопотребление в 1000 раз, что делает BCI более эффективными и доступными для интеграции в портативные устройства.
Будущее BCI: повышение точности и новые возможности
Испытания с участием 10 добровольцев в течение шести часов показали, что новый адаптивный интерфейс повысил точность на 20% по сравнению с традиционными BCI. Кроме того, система позволяет пользователю управлять объектами с четырьмя степенями свободы (включая движение вперед-назад и поворот), тогда как классические BCI обычно ограничены двумя.
Технологический прорыв открывает новые перспективы для использования интерфейсов “мозг-компьютер” в медицине, реабилитации и бытовой электронике. В отличие от инвазивных решений, подобных тем, что разрабатывает Neuralink Илона Маска, китайские исследователи делают ставку на неинвазивные методы, что может ускорить массовое внедрение технологии.
Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics, а его результаты подчеркивают стремление Китая к лидерству в области BCI, делая технологии более доступными и эффективными для широкого круга пользователей.