Не кнопочное а мысленное управление. Orbital — велосипед, изобретенный заново

Американская корпорация Facebook впервые официально рассказала о методах, которые разрабатывает в области управления компьютером силой мысли. С докладом выступила Регина Дуган, возглавляющая в компании секретный отдел Building 8, занимающийся такими исследованиями. Идея в том, чтобы «записывать мысли напрямую» без применения периферийных устройств, пояснила она, выступая на конференции разработчиков под F8, организованной Facebook в Сан-Хосе (штат Калифорния). «Это кажется нереальным, но такое, вероятно, будет возможно раньше, чем вы предполагаете», - выразила уверенность Дуган.

По словам руководителя Building 8, компания надеется вскоре выпустить систему, позволяющую записывать силой мысли 100 слов в минуту, что в пять раз быстрее скорости набора текста на смартфоне. При этом Facebook стремится к тому, чтобы работа устройства не требовала вживления каких-либо элементов в тело человека. Во время выступления представитель социальной сети показала видеозапись, где парализованная женщина набирает текст силой мысли с помощью специального импланта. Глава Building 8 объяснила, что пока система позволяет набирать восемь слов в минуту.

В Facebook изучают возможность следить за активностью речевых центров в мозге молчащего человека и передавать информацию на компьютер с помощью особых датчиков. Дуган отметила, что компания не стремится создать систему, которая бы «расшифровывала случайные мысли людей». «Можно представить себе это так: вы много фотографируете, но не все снимки выкладываете. Также у вас много мыслей, но делитесь вы лишь некоторыми», - объяснила она.

В 2015 году основатель Facebook Марк Цукерберг (№5 в глобальном рейтинге миллиардеров по версии Forbes, состояние $56 млрд) утверждал, что будущее коммуникации вполне может стать «телепатия». «Однажды я верю, что мы сможем отправлять полностью оформленные мысли друг другу напрямую, используя технологии», - говорил он. «Вы просто сможете придумать что-то, и ваши друзья тут же смогут испытать это вместе с вами», - отмечал предприниматель.

Руководитель Building 8 рассказала также, что Facebook занимается также технологиями, которые позволили бы глухим воспринимать звуки. Компания тестирует метод преобразования звука в вибрацию и иные сигналы, которые пользователь ощущает кожей – «сложной системой нервов, которые передают данные в мозг». В ходе презентации Дуган показала запись, на которой мужчина, лишенный возможности говорить и видеть, общается при помощи устройств от Facebook.

Глава секретного подразделения Facebook ранее руководила Управлением перспективных исследовательских проектов министерства обороны США (DARPA). До апреля 2016 года она также управляла подразделением «Инновационных технологий и проектов» (ATAP) в Google, занимающимся разработкой инновационных технологий, пока ее не переманил основатель Facebook. В Google Дуган, в частности, отвечала за создание технологии построения 3D-модели пространства с помощью смартфона (проект Tango).

Ни для кого не секрет, что устройства ввода – самый консервативный тип компьютерной периферии. Например, те же клавиатуры так и не обзавелись за годы эволюции ничем новым, кроме дополнительных кнопок и новых материалов корпуса. Мыши тоже не претерпели серьезных изменений за последние несколько лет – разве что механику сменила более точная оптика.

Что касается чисто игровых манипуляторов, то здесь прогресс более заметен. Разные модели ориентированы на конкретные типы игр, а некоторые даже получили обратную связь, дающую ощущение отдачи от выстрела. Кроме того, рынок заполонили рули с педалями для автосимуляторов, пистолеты и даже «джедайские» мечи!

Впрочем, уже сегодня ситуация начинает меняться. Появление в массовом производстве недорогих акселерометров, выполненных в виде миниатюрных микросхем, позволило производителям начать разработку принципиально новых манипуляторов, реагирующих на изменение пространственного положения. Такие манипуляторы позволяют заменить нажатие кнопок простыми жестам – гораздо более естественными для человека.

Однако некоторые разработчики зашли по этому пути гораздо дальше – они занимаются созданием нейроманипуляторов. Мечта всех фантастов – управление машинами силой мысли – до недавнего времени казалась если и осуществимой, то лишь в отдаленном будущем. Тем не менее, на простейшем уровне управление мыслями возможно уже сегодня…

Немного теории

Далеко не все знают, что фраза «Мысль материальна!» на самом деле совсем недалека от истины. Наверняка каждый из наших читателей видел электроэнцефалограмму мозга (ЭЭГ), но откуда именно берутся эти волнообразные графики, знают далеко не все. Между тем, все очень просто: по нейронным связям мозга текут электрические токи, а мозг при этом испускает слабые электрические импульсы, которые давно уже научились обнаруживать и фиксировать. Эти импульсы представляют себой разночастотные колебания электрического потенциала. Характеристики этих ритмов или волн могут немало рассказать о заболеваниях нервной системы, но это тема отдельной беседы. Для нас прежде всего важен тот факт, что мысль действительно можно превратить в сигнал для осуществления того или иного действия. Хотя бы на уровне примитивного «да/нет».

Более подробные исследования выявили у человека несколько групп волн, различающихся частотным диапазоном и возникающих в разных состояниях работы мозга. Так, различают следующие группы ритмических колебаний:

Альфа-ритмы. Это колебания потенциала в диапазоне частот 8-13 Гц. Они возникают, когда мы отдыхаем, расслабляемся и как будто бы ни о чем не думаем. Часто можно слышать, что эти волны возникают, когда человек находится в состоянии медитации. Как только активность мозга увеличивается, альфа-ритмы сменяются бета-ритмами.

Бета-ритмы. Это колебания потенциала в диапазоне частот от 14 Гц и выше. Перьевые самописцы, применяющиеся при снятии ЭЭГ, имеют предел фиксирования 35 Гц, поэтому часто можно слышать, что бета-ритмы ограничиваются именно этой частотой, хотя это не совсем так. Эти волны возникают во время физической и умственной активности, когда вы сосредоточены и напряжены. Блокируются бета-ритмы при тактильном раздражении, а также при движении конечностей в противоположных направлениях.

Также различают гамма-ритмы (колебания потенциала с частотой выше 35 Гц, являющиеся фактически теми же бета-ритмами), дельта-ритмы (колебания потенциала с частотой 1-3,5 Гц) и тета-ритмы (колебания потенциала с частотой 4-7 Гц). Два последних типа волн возникают во время сна. Но не будем углубляться в дальнейшее изучение вопроса о ритмах мозга, а перейдем к изучению того устройства, которое попало сегодня к нам в тестовую лабораторию.

История создания

Итак, у нас на столе совершенно удивительный компактный прибор - по внешнему виду настоящий «черный ящик»! Как вы уже догадались, изготовлено это устройство американской компанией OCZ Technology , хорошо знакомой нашим читателям как изготовитель модулей памяти. Впрочем, при детальном изучении устройства становится понятно, что разработана новинка вовсе не OCZ Technology. История манипулятора NIA (Neural Impulse Actuator) корнями уходит к другой американской компании – Brain Actuated Technologies, Inc , поставляющей на рынок продукцию под маркой Brainfingers.

Эта компания после проведения ряда собственных исследований создала уникальное устройство Brainfingers System, по своей сути похожее на OCZ NIA, но обладающее большими возможностями за счет большего количества датчиков, более функционального ПО и ряда других особенностей. Лишь одна особенность мешает этому устройству пробиться на массовый рынок. Как вы, наверное, догадываетесь – это его стоимость, составляющая $2100. Кроме того, Brain Actuated Technologies предъявляет к эксплуатации своего изделия более серьезные требования, заключающиеся в регулярной покупке расходных материалов, к числу которых отностяся даже внешние датчики. Но самое интересное отличие Brainfingers System от OCZ NIA заключается в возможности приобрести пакет SDK (Software Developer’s Kit) с наглядными примерами собственных приложений на C++ и VB6, позволяющий существенно расширить возможности устройства под свои цели и задачи.

OCZ Technology, по всей видимости, взялась подготовить более коммерчески успешную версию устройства. Компания на порядок снизила цену, существенно сократив возможности устройства, обеспечила приятный дизайн и избавила потенциального пользователя от необходимости заменять расходные части. Впрочем, возможно OCZ Technology вообще ничего, кроме коробки к этому устройству не делала, а взялась лишь за «раскручивание» новинки под своим громким именем.

Так или иначе, но манипулятор NIA добрался до серийного производства, и, как говорил известный литературный герой, «отвертеться от этого факта невозможно». Основная целевая аудитория NIA – это геймеры, хотя изначально прибор ориентирован и на массового пользователя, в том числе и на инвалидов.

Потенциальные возможности

Название Neural Impulse Actuator говорит о том, что устройство является преобразователем электрических импульсов мозга в команды, пепредаваемые в компьютер через драйвера и ПО. Но первое, с чем придется столкнуться пользователю – это управление не мыслями, а мимикой - мышцами лица. Для того, чтобы научиться управлять ритмами мозга, потребуется довольно продолжительное время, а, к примеру, щелкать зубами для выстрела в игре, сможет каждый и сразу. Именно поэтому производитель и добавил в NIA этот вид управления, никак не связанный с названием устройства.

Следующий вид управления, реализованный в NIA, основан на слежении за взглядом пользователя. Нет, в данном случае речь не идет о видеокамерах или активных дисплеях, вроде применяемых в современных истребителях для наведения на цель. Все проще – устройство не переносит курсор туда, куда вы посмотрите, а лишь осуществляет какое-либо запрограммированное действие при отклонении взгляда в ту или иную сторону.

Третий, самый интересный на наш взгяд способ управления основан на регистрации колебаний электрического потенциала, возникающего в нейронных связях, конкретно – на регистрации альфа- и бета-ритмов. Мы не просто так рассказали выше о том, когда именно проявляют себя те или иные волны. Эти знания важны не только для понимания сути процессов, но еще и для самообучения. К примеру, если настроить управление одними лишь альфа-ритмами, но при этом находиться в сосредоточенном состоянии, то ничего хорошего из этого не получится. В лучшем случае виртуальный игровой персонаж не сдвинется с места.

Примечательно, что все эти три способа управления можно комбинировать между собой. К примеру, можно заставить персонаж в игре двигаться с помощью мимики, вращаться с помощью взгляда, менять оружие с помощью мозговых волн.

Сразу нужно оговориться – интерфейс фирменного ПО NIA ориентирован на игры. Пользоваться устройством, как мышкой (открывать/закрывать окна или даже путешествовать по интернет-сайтам) тоже можно – достаточно лишь настроить нужным образом новый профиль. Но в силу ряда особенностей, о которых будет рассказано ниже, такой способ управления не слишком оперативен и не очень удобен, а потому он и не выделяется производителем как приоритетный.

Комплектация и настройка

Красивая белая картонная коробка с магнитной застежкой и мягкий наполнитель с выемками в форме уложенных в него аксессуаров, недвусмысленно намекают на то, что перед нами устройство класса Hi-End.

Коробка пестрит перечислениями возможностей и характеристик, однако вся эта информация исключительно на английском языке. Русскоговорящие пользователи смогут узнать лишь то, что в руках они держат «инновационное игровое устройство, которое переводит электрические биосигналы в компьютерные команды».

К сожалению, та же ситуация и с инструкцией. Согласитесь, подобное устройство – это не сотовый телефон и не мышь – чтение и понимание инструкции по эксплуатации в данном случае просто необходимо. Однако, мы нашли решение этой проблемы. На интернет-форуме магазина Xmemory , представляющего новинку на российском рынке, доступна для скачивания ссылка на русскоязычный вариант инструкции. Скачать инструкцию в формате PDF можно здесь . Возможно, в скором времени в коробках с устройством появится и бумажный вариант инструкции на русском языке.

Но не спешите радоваться. Даже после того, как вы прочитаете инструкцию от корки до корки, у вас наверняка останется сотня-другая вопросов к производителю. К примеру, как именно тренировать мозг для излучения «правильных» альфа- и бета-волн. Более того, в инструкции и слова не сказано о том, что эти волны из себя представляют и при каких условиях возникают. В то время как в руководству к аналогичному, но значительно более функциональному манипулятору Brainfingers System описаны и теоретические основы, и методы освоения. Кроме инструкции в коробке с устройством был найден диск с ПО, интерфейсный кабель USB A-B, а также налобный ободок с датчиками.

Внешний вид

Устройство представляет собой небольшую черную коробочку, изготовленную из толстостенного алюминия.

Корпус выполнен фрезеровкой, так что швов на нем вы не найдете. Съемными являются лишь две боковые грани, на каждую из которых выведено по одному разъему: USB и трехконтактный разъем для подключения налобного ободка с датчиками.

Стенки корпуса немного вогнуты, а углы сделаны очень острыми – новинка выглядит очень изящно и даже немного агрессивно. На столе NIA располагается на четырех резиновых ножках, приклеенных к нижней поверхности устройства.

Здесь же – в днище – вырезаны шесть продолговатых отверстий, обеспечивающих пассивную вентиляцию электронных компонент устройства. За этими отверстиями видна печатная плата с маркировкой «Technology powered by Breinfingers». Активной вентиляции не предусмотрено.

Налобный ободок подключается к основному блоку кабелем длиной 1,4 м. Учитывая длину интерфейсного USB-кабеля (еще 1,7 м), можно утверждать, что при игре кабели не ограничивают движений и можно позволить себе удалиться от монитора и системного блока достаточно далеко.

Ободок изготовлен из очень мягкого прорезиненного пластика. Концы его стягиваются, поэтому проблем с регулировкой размера возникнуть не должно. Другое дело качество изготовления ободка. Для того, чтобы разместить внутри три датчика и идущие от них провода, в ободке был сделан разрез, впоследствии запаянный. Но качество пайки, а также фиксация самих датчиков, увы, оставляют желать лучшего. Швы крайне неаккуратные, кругом видны заусенцы, а один из датчиков отклеился уже на второй день использования. Все это совсем не сочетается с высоким качеством изготовления основного блока и, по видимому, является следствием невысокой стоимости всего набора.

Налобный ободок сделан неразборным, ровно как и уставноленные в нем датчики – последние относятся к датчикам так называемого «сухого» типа, они не требуют смазывания гелем, используемым в качестве электролита для работы.

Установка и настройка ПО

Установка драйверов и ПО проходит без каких либо проблем, после чего в меню «Пуск» появляется программа nia, а в системной панели – соответствующая пиктограмма.Интерфейс программы разделен на две части – рабочую область и панель управления , выполненной в виде вертикального столбца с пятью крупными кнопками, вызывающие те или иные разделы настройки NIA.

Интерфейс полностью англоязычный, включая не слишком подробный раздел помощи и подсказок, открывающийся при нажатии на кнопку «Tutorial». О том, как правильно одевать на голову ободок с датчиками рассказывает «3D-голова». Если учесть, что все прочие подсказки сделаны текстовыми, эта единственная анимированная инструкция выглядит не слишком искусным рекламным ходом для создания привлекающих внимание скриншотов. Между тем, раздел помощи в руководстве пользователя именуется ни много, ни мало, «анимированным учебным пособием»!

Пробежав глазами все полезные советы, приступаем к настройке NIA, для чего открываем панель Calibration. Калибровка является необходимым этапом для эффективной работы. Едва ли нужно объяснять, что все люди разные – по-разному думаюти двигаются. То есть калибровка требуется для каждого нового пользователя. Но это еще не все… У вас изменилось настроение, ваши мысли заняли какие-то личные проблемы, вы немного сдвинули датчики на лбу? Все это потребует непременной перекалибровки устройства! То есть, сделав небольшой перерыв в работе с NIA и снова одев ободок с датчиками, пользователь вынужден калибровать устройство заново. Именно поэтому производитель не наделил программу возможностью сохранения профилей для каждого пользователя в отдельности. Калибровка представляет из себя довольно простой процесс – подключаете NIA к компьютеру, одеваете датчики и нажимаете на кнопку Calibraition. Затем около двадцати секунд фокусируете свой взгляд на вращающемся виртуальном гироскопе.

С первых же минут использования устройства, мы столкнулись с тем, что сигнал от датчиков (желтая линия) прыгал как сумасшедший вокруг базового уровня (красной линии).

В идеале колебания сигнала должны иметь небольшую амплитуду, но даже совершенно успокоившись и расслабившись мы не смогли достичь желаемого результата. Кстати, в программе не реализовано распознавание удачной калибровки от неудачной, да и в «учебном пособии» об этом ничего не сказано – во всем приходится разбираться самостоятельно. Но проверить результаты калибровки довольно легко – достаточно запустить небольшой тест, в котором вертикальный и горизонтальный ползунки реагируют на вашу мышечную активность лица, а также направление взгляда.

Решение проблемы нашлось неожиданно – выяснилось, что если крепко зажать корпус NIA в руке, то помехи и шумы пропадают, а калибровка проходит идеально с первого-второго раза! Вывод прост – устройству требуется заземление, да и все источники помех вокруг него также должны быть заземлены. Как выяснилось, это проблема не данного конкретного экземпляра, а абсолютно всех NIA. Мы решили проблему, замкнув провод от массы USB-порта устройства на батарею домашнего отопления. Безусловно, такое решение не безопасно и возможно только как временное. Всем пользователям этого устройства мы рекомендуем позаботиться о правильном подключении.

Тем не менее, наводки исчезли. Если вы используете NIA с ноутбуком, то придется подключать сетевой адаптер питания в розетку с заземлением или же использовать в качестве источника питания батарею ноутбука – только так можно избавиться от наводок. При калибровке нужно обратить внимание и на состояние вашей кожи. К примеру, если кожа чересчур сухая, калибровку вы не пройдете. Вообще, разработчики уверяют, что для нормального функционирования NIA на ее датчики не требуется наносить специальных гелей, но, видимо, в некоторых случаях применение подобного геля лишним не будет.

Далее переходим к панели Brainfingers, название которой говорит само за себя – здесь вы можете наблюдать уровни активности по всем каналам управления: взгляд, мышцы лица, три канала альфа-ритмов и три канала бета-ритмов. Этот «энцефалограф» не просто развлекает пользователя, а позволяет ему потренироваться в управлении каждым каналом в отдельности или их комбинациями.

На этом этапе знакомства с прибором открылась одна крайне важная вещь – для точного управления придется научиться полностью расслабляться. Лучше всего сесть в уютное кресло, закрыть минут на пять глаза и постараться забыть обо всех своих проблемах. В противном случае положительного результата достичь не удастся.

После того, как вас перестало интересовать все вокруг, можно приступать к практическим занятиям, для чего открываем следующую закладку Practice. Здесь представлены три небольших примера, демонстрирующие возможности новинки. Первое приложение позволяет сравнивать время реакции при использовании NIA и мыши. Когда на экране появляется мишень, вы должны быстро стиснуть зубы – выстрел сделан. Кстати, в описании ничего про зубы не сказано – достаточно любой резкой реакции, так что в данном случае подход сугубо индивидуален. Если в среднем на клик мышки требуется около 0,2 с, то «зубы» выполняют туже работу (после небольшой тренировки) за 0,05-0,1 с. Правда, велик и процент ложных срабатываний, но он уменьшается по мере тренировок.

Второе приложение – игра в пинг-понг на разных уровнях сложности. Здесь задействуются разные группы мышц лица. К примеру, можно двигать бровями. После точной предварительной калибровки эта игра на самом легком уровне покоряется почти сразу. Для самого сложного уровня также потребуется некоторая тренировка.

Ну а третье приложение это отработка движений глаз в качестве команд перемещения по горизонтали.

Примечательно, что в примерах нигде не задействовано управление с помощью альфа- и бета-волн, как будто производитель вообще забыл о них. А ведь NIA – это прежде всего устройство для регистрации излучения мозга. Впрочем, в настройках профилей для различных игр и приложений (закладка Game Play) эти важные составляющие каналов управления не забыты. Кстати, помимо возможности создания собственных профилей, разработчики заранее подготовили и профили для таких игр как Half Life 2, Oblivion и др.

Работа с устройством и его реальные возможности

Первой игрой, которая была протестирована при работе с NIA стала Half-Life 2. Для нее уже имеется готовый профиль, а потому к опытам можно приступить немедленно. Производитель советует не сильно задумываться и напрягаться для осуществления первых шагов в игре. По его словам, через минуту-две ваш организм самостоятельно нащупает основные ключи управления виртуальным персонажем. Вполне возможно, что у разработчиков так оно и было, но у большинства людей, тестировавших данный экземпляр NIA, сразу получилось лишь идти… назад. Причем, останавливаться персонаж упорно не желал. Первые удачные перемещения вперед получились только после десяти минут упорной борьбы. Все это говорит о том, что без соответствующего опыта с NIA легко будет играть лишь в пинг-понг. А на освоение более сложных действий требуется время.

Что же умеет NIA? В играх от первого лица (FPS) с помощью этого устройства можно ходить вперед и назад, вращаться, стрелять, менять оружие, прыгать, приседать и так далее. Но есть одна важная особенность штатного ПО, накладывающего существенное ограничение на, казалось бы, необъятные возможности устройства. Речь идет о дискретности срабатывания – по каждому каналу управлени предусмотрено только четыре уровня.

Пример «простого джойстика», описанный в руководстве пользователя, лучше всего подходит для понимания этого вопроса. Программируя канал мышечной активности, можно установить самый низкий порог срабатывания на приседание (кнопка «C»), следующий порог на ходьбу (кнопка «W»), третий уровень присвоить прыжку (кнопка «SpaceBar»), ну а максимальное напряжение оставить на ходьбу назад (клавиша «S»).

Четыре порога срабатывания предоставляют немалые возможности. С учетом того, что всего программируется восемь каналов, в арсенале пользователя теоретически есть 32 кнопки, которых достаточно для игр любого жанра, не только FPS. Но штатное ПО позволяет одновременно настроить лишь четыре джойстика (канала).

Кроме того, наложенное тем же ПО ограничение в четыре порога срабатывания не позволяет управлять NIA так же, как и мышью. Поэтому в играх NIA полностью заменит лишь клавиатуру и кнопки мыши, но не саму мышь – наводить на цель без нее, увы, не получится.

Тем не менее, настройки фирменного ПО поначалу все равно кажутся бесконечными. Все дело тут еще и в том, что на каждый порог срабатывания можно не просто запрограммировать какую либо кнопку, но еще и указать, какой из десяти (!) возможных режимов работы ей придется осуществлять. Это может быть разовое нажатие, нажатие с отсрочкой, удерживание, включение и выключение и так даклее. К примеру, если поставить режим «Repeat hold» на прыжок, персонаж будет прыгать заданное количество времени через заданный интервал – все это настраивается для каждого действия отдельно.

Кроме того, любой заядлый игрок знает много хитростей, заключающихся в применении различных комбинаций клавиш для каждой отдельной ситуации. Самый простой пример – опять же, движение вперед с прыжками. Благодаря вышеописанным режимам нажатий клавиш, подобные комбинации без труда сможет имитировать и NIA, причем примеры некоторых ситуаций неплохо описаны в руководстве пользователя.

Интересно, что в имеющихся профилях никак не используются альфа- и бета-ритмы – джойстики по этим каналам полностью отключены. Как же в действительности обстоят дела с управлением по этим каналам? Если к управлению мышечной активностью мы более или менее приспособились уже через неделю, то для управления альфа- и бета-ритмами мозга потребуются более длительные и осмысленные тренировки. Но ведь впервые сев за FPS-игры вы тоже не сразу стали чемпионом, так ведь? Так что вряд ли можно считать минусом новинки необходимость продолжительного этапа обучения.

Увы, но сроки тестирования NIA не позволили нам овладеть мысленным управлением, впрочем кое-какие закономерности в работе с альфа- и бета-каналами проследить все-таки удалось. Для тренировки можно попробовать настроить один канал альфа- или бета-активности и поиграться с ним – думать о действии, не думать о нем и т.п. Довольно скоро положительных результатов будет больше 50%, что говорит о постепенном обучении. Причем, объяснить, что именно приходиться делать для этого практически нереально – действия и правда выполняются на подсознательном уровне. Натренировавшись с отдельными каналами, можно приступать и к их комбинациям.

С мышечной активностью все проще. Уже через неделю все действия стали выполняться на подсознательном уровне. Не нужно сильно напрягаться, чтобы сменить оружие – тело делает все само, т.к. оно уже запомнило нужное движение подобно тому, как когда-то давно запомнило необходимые движения для ходьбы. Поначалу лучше не программировать по четыре порога на каждый канал – максимум два, да и то в большом удалении друг от друга. Пока вы не научитесь дозировать уровень активности канала, вероятность ложных срабатываний будет очень высокой. Кроме того, на первых порах от игры с NIA уже через полчаса чувствуется сильная усталость. При этом персонаж напрочь отказывается подчиняться. К сожалению, данный недостаток «лечится» только долгими тренировками.

Также перед игрой нужно обратить внимание на свое эмоциональное состояние. Как уже говорилось выше, сильное напряжение и возбуждение может отрицательно сказаться на точности управления, и если еще вчера виртуальный герой подчинялся вам довольно сносно, то из-за вашего же плохого настроения сегодня он может выйти из-под контроля. Вообще, на время игры нужно научиться отключаться от внешнего мира и его проблем. К примеру, если кто-то из ваших домашних на первых порах обучения слегка вас одернет или задаст вам вопрос, с жизнью виртуального героя можно попрощаться, так как его координация движений будет нарушена – и иногда на длительный срок. Но, судя по нашему прогрессу, можно предположить, что уже через месяц другой тренировок можно с легкостью общаться со своими домашними и играть в любимые игры одновременно. Жаль вот только, что в монитор при этом смотреть все-таки придется.

Стоит сказать пару слов и о работе NIA с играми других жанров. Так, в автосимуляторах, где от мыши можно вообще отказаться, новинка обеспечит управление полностью «без рук». Нечто подобное можно организовать и в авиасимуляторах. Вообще, NIA уживается с любыми играми, в которых задействована клавиатура и кнопки мыши. Даже в операционной системе вы без труда сможете «кликать» по папкам, менять настройки, просмтривать интернет-сайты. Но перемещение курсора при этом будет осуществляться только мышью.

А что другие?

Подробно рассказав вам о принципах действия и возможностях OCZ NIA и даже упомянув компанию-прародитель Brain Actuated Technologies, мы забыли сделать небольшое отступление и сказать пару слов о потенциальных конкурентах на рынке. К сожалению, в том ценовом сегменте, в котором выступает NIA, ситуация пока не слишком радует. Похожее по своим принципам управления недорогое устройство выпустила лишь американская компания Emotiv Systems . Оно представляет из себя накладные наушники с датчиками. Стоимость новинки сравнима с NIA – около $300.

Все прочие контроллеры, которые удалось найти, не рассчитаны на массового пользователя – цены их начинаются от $2000 (как у Brainfingers) и устремляются в бесконечность. Но те устройства куда серьезнее – их возможности не ограничиваются играми и зачастую направлены на помощь инвалидам. Кстати, в японском Osaka University (Университете города Осака) давно уже ведутся исследования на тему управления имплантатами человеческих конечностей с помощью мозга, без внешнего управления. Только по словам ученых из медицинской школы нейрохирургии при Университете, для безошибочного управления требуется внутричерепное размещение листа с электродами. Так что очень даже может быть, мы стоим на пороге нового мира киборгов…

Более того, эпоха чтения мыслей тоже уже не за горами. Группа исследователей из британского University of Leicester (Университета Лейстера) утверждает, что разработала методику, определяющую по нейронной активности с большой долей вероятности, какое именно изображение видит в данный момент человек.

Подводя итоги: NIA 2?

Стоимость NIA на данный момент составляет 6 000 руб., и можно сказать наверняка, что устройство стоит этих денег! Стоит, несмотря на невысокое качество изготовления датчиков, несмотря на неминуемую борьбу пользователя с наводками и помехами, несмотря на невозможность управления курсором мыши, несмотря на скудное руководство пользователя и отсутствие поддержки со стороны производителя. Нельзя не отметить и отсутствие поддержки 64-бит систем, которые отнюдь не редкость на солидных игровых компьютерах. Кроме того, фирменному ПО требуется немало ресурсов. Для старых процессоров этот показатель крайне важен. Так, на компьютере с AMD Athlon 1200 ПО потребует около 30% рабочих ресурсов.

Несмотря на все это, NIA нельзя назвать невыгодной покупкой. Ведь за относительно небольшие деньги уже сегодня вы приобретаете интерфейс, который только в будущем получит действительно широкое распространение. Да, сегодня рано говорить об успехах NIA. Тем более, что устройство требует доработки схемы экранирования (может быть и замены датчиков) и развития возможностей фирменного ПО. Но скорее всего, NIA – это только «пробный шар».

Как ни странно, но данное устройство в том виде, в котором преподнесли нам его сегодня разработчики, больше понравится не продвинутым игрокам, а скорее тем, кто постоянно интересуется новинками в мире IT, ну и конечно, любит компьютерные игры. Среди тех, кто тестировал устройство, желание приобрести его высказал даже человек, который вообще не интересуется компьютерными играми. Поэтому нельзя рассматривать NIA, как очередную игрушку за большие деньги. Для многих этот аппарат может стать интересным объектом исследований и экспериментов.

Вне всякого сомнения, за последние несколько лет OCZ NIA – это одна из самых интересных новинок в IT-сфере, а ее появление стало заметной вехой в истории устройств ввода!

Несмотря на то, что управление устройствами силой мысли не является конечной целью таких устройств, как Muse, в силах диадемы - показать вам, что происходит внутри вашей головы.

«Технология просто бесподобна», - говорит Гартен. - «Одна из самых желанных вещей для людей - усилить их мысленные способности, чтобы показывать действительно выдающиеся результаты везде — на работе и дома. Над этим стоит работать».

Muse - всего лишь одно из несколько устройств на растущем рынке BCI-ориентированных штук. Кошачьи ушки Brainwave Cat Ears от Necomimi (70 долларов) шевелятся, когда «шевелятся» ваши мозги. А на выставке CES 2013 невролог и бывший инженер-программист Руджеро Скорциони выиграл Хакатон от AT&T с приложением Goog Times, которое позволяло сбрасывать телефонный звонок, пока вы заняты, с помощью этих самых ушек.

«Я полагаю, что это лишь одна из потенциальных технологий управления силой мысли», - заявил Скорциони. - «Все они станут неотъемлемой частью нашей жизни, и возможно когда-нибудь мы будем полностью зависеть от них».

Good Times сообщается с Brainwave Cat Ears, читая уровень активности вашего мозга. iOS-приложение использует эти показатели, чтобы решить, стоит ли принять звонок или отправить абонента звонить позже.

«Если вы психически заняты, сигнал не станет выше», - говорит Скорциони. - «Он просто изменит тип электрической активности. Вопрос не в выявлении порога, а в анализе данных и фиксировании момента, когда мозг загружен под завязку».

Как Muse, так и Good Times позволяют вам работать со смартфоном на базовом уровне, но не позволяют выполнять более сложные и комплексные задачи. Вы пока не можете опубликовать что-либо в Twitter, просто подумав об этом, или управлять персонажем игры, отдавая команды силой мысли.

«Как правило, Muse работает с вещами, которые цикличны по своей сути и могут повторяться туда-сюда».

За пределами прикосновения

Хотя исследования BCI продолжаются, остается непонятным, действительно ли они обещают полностью бесконтактное мобильное управление: технология BCI не может на самом деле обрабатывать и интерпретировать ваши мысли, а лишь измеряет электрическую активность, происходящую в вашей голове.

«BCI не читает мысли», - говорит Хасан Аяз, научный сотрудник сферы биомедицинской инженерии в Университете Дрексель в Филадельфии. - «Это просто захват того, чем увлечен пользователь. Оно не вмешивается в индивидуальное мышление, что очень хорошо для частной безопасности».

Сегодня BCI используется в основном в клинических целях, чтобы помочь пользователям с ограниченными физическими возможностями, мышечными расстройствами и тем, кто не может в полной мере использовать свои конечности. Как говорит Аяз, исследования BCI начались еще 23 года назад, а их целью должно было упрощение коммуникации клинических больных.

«Несмотря на то, что BCI находится на ранней стадии своего развития и постоянно дорабатывается, она является единственным вариантом для некоторых», - говорит Аяз. - «Целевая аудитория представлена, по большей части, клиническими пациентами, поэтому все, что может улучшить их взаимодействие с окружающим миром, важно и полезно».

Это именно тот принцип создания новых путей взаимодействия с мобильными устройствами, которым заинтересовалась Samsung. В сотрудничестве с Техасским университетом в Далласе, производитель смартфонов создает покрытие, усеянное датчиками ЭЭГ, которые позволят пользователям управлять планшетом Galaxy силой мысли. Исследователи выяснили, что пользователи вполне могут запускать приложения и делать выбор, концентрируясь на иконке.

«Несколько лет назад маленькая клавиатура была единственным методом управления телефоном, однако в настоящее время пользователь вправе использовать голос, жесты, прикосновения и движения глаз для работы», - рассказал Инсу Ким, один из главных разработчиков Samsung. - «Добавление еще нескольких способов ввода обеспечит нас более богатыми возможностями взаимодействия с мобильными устройствами».

Борьба со стеснением

Серьезной проблемой в развитии устройств, управляемых силой мысли, остается размещение и внешний вид датчиков ЭЭГ. По мнению Скорциони, преимущества, которые предоставляют эти устройства, носимые в реальной жизни на постоянной основе, недостаточны для того, чтобы убедить большинство людей носить гарнитуру.

«Наши исследования показали, что не многие люди готовы носить гарнитуру», - говорит Скорциони. - «Они получат не так много преимуществ пока. Есть ряд ограничений перед тем, как вы запросто скажете «что ж, вы сможете управлять устройством силой мысли». А зачем сейчас надевать эти диадемы и датчики?»

InteraXon обошла это препятствие с гарнитурой Muse, поскольку ее можно просто поместить в шапку или кепку, успешно спрятав. В то же время, другие носители BCI-устройств будут в авангарде, подобно тем, кто надевает . «На голове оно смотрится стильно и вызывающе. Но при этом оно должно демонстрировать феноменальные возможности, которые позволяет технология», - комментирует Гартен.

Есть и проблема в разработке сухих датчиков ЭЭГ до такой степени, чтобы их можно было легко использовать всем потребителям. Обычный ЭЭГ-датчик, широко распространенный в клинических условиях, требует слоя жидкости между датчиком и кожей головы, чтобы усилить сигнал. Samsung изучает возможности использования сухих датчиков и надеется в один прекрасный день создать какую-нибудь кепку с BCI-технологией, чтобы ее можно было носить постоянно.

«Сухие датчики практичны в повседневном использовании, поскольку вам не нужно использовать гель каждый раз. Если мы сможем достичь успехов в улучшении мощности сигналов или машинном оборудовании, мы сможем сделать и более хитроумные приспособления».

Думая о будущем

Пройдет совсем немного времени и управляемые мозгом интерфейсы станут частью повседневной жизни людей. Гартен полагает, что при всем этом технологии могут трансформироваться в другие формы, более соответствующие ежедневным занятиям людей.

«Может появиться другое устройство, отличное от очков или элемента мобильного телефона… вещь, которая сидит за ухом и держится вполне естественно. Может возникнуть новая технология, которая станет основным звеном наших ».

Сколько пройдет лет, прежде чем BCI станет мэйнстримом? Все зависит не только от темпа развития инноваций, но и от признания пользователей. Гартен говорит, что пройдет 20-25 лет при нынешних обстоятельствах, прежде чем технология станет такой же популярной, как сенсорные дисплеи сегодня.

Продемонстрировано устройство для управления компьютером с помощью электрических сигналов мозга. После короткого обучения любой человек может, отдавая мысленные приказы, перемещать курсор по экрану.

Прямые интерфейсы «мозг-компьютер» разрабатываются уже далеко не первый год. Их работа основана на слежении за электрической активностью мозга, выявлении характерных состояний и преобразовании их в команды для компьютера. Главная проблема состоит в том, чтобы надежно отождествлять различные состояния мозга и связывать их с желаниями человека.

Конечно, о том, чтобы читать мысли человека, речь не идет. Механизмы абстрактного мышления пока остаются совершенно недоступными для понимания. Поэтому создатели ранних моделей интерфейса «мозг-компьютер» даже не пробовали разбираться в естественных состояниях мозга, связанных с различными намерениями человека. Вместо этого людям предлагалось самим научиться приводить свой мозг в то или иное состояние, удобное для распознавания компьютером. Например, электрическая активность мозга заметно различается в состояниях релаксации и бурной деятельности. Причем изменения оказываются заметными даже в том случае, когда человек лишь мысленно представляет себе эти состояния - главное поотчетливее на них сконцентрироваться. Но, согласитесь, не слишком удобно расслабляться всякий раз, когда нужно подвинуть курсор влево, и наоборот взбадриваться, чтобы сместить его вправо.

Совместно с медицинской школой Шарите (Charité) при берлинском университете Гумбольдта разработана новая система, получившая название «Mental Typewriter» («мысленная машинопись»). Для работы с системой не требуется заниматься столь напряженными медитативными практиками. Вместо этого программа, написанная в институте Фраунгофера, сама изучает электроэнцефалограмму и приспосабливается к индивидуальным особенностям человека.

Вся процедура занимает около 20 минут. За это время человек должен, следуя указаниям компьютера, постараться отдать около 150 мысленных команд, связанных с перемещением курсора по экрану. Для повышения качества распознавания команд рекомендуется представлять при этом движения левой и правой рукой.

Для работы с системой необходимо надеть специальную резиновую шапочку с электродами, которые регистрируют биопотенциалы мозга. Чтобы повысить качество сигналов электроды размещают непосредственно на скальпе с использованием электропроводящей смазки. Соответствующие места на голове приходится выбривать. И все же такой способ связи мозга с компьютером является куда более щадящим, чем вживлением электродов непосредственно в мозг. Конечно, вживление электродов обеспечивает намного более точную передачу сигналов компьютеру, но их применение пока ограничено пациентами, которым такая операция выполняется по медицинским показаниям, например, для предотвращения эпилептических припадков.

Конечно, размещение электродов на скальпе тоже не назовешь особенно приятным, а при длительном использовании они могут вызывать раздражение на коже головы. Но вот парализованным больным или инвалидам с ампутированными руками такое устройство может оказаться весьма полезным.

Но разработчики видят и более широкие перспективы применения своей системы. Например, она может использоваться в качестве средства управления в компьютерных играх. Другое направление – помощь водителю в критических ситуациях на дороге. Интерфейс «мозг-компьютер» может распознать реакцию мозга на опасную ситуацию и передать сигнал тормозной системе быстрее, чем водитель сам нажмет на педаль тормоза.

C учетом таких планов не должно удивлять, что своей ближайшей задачей разработчики считают такое усовершенствование системы, чтобы электроды не требовали прямого контакта со скальпом. Неизбежное при этом ослабление регистрируемых сигналов можно попробовать скомпенсировать за счет развития методов их обработки. Сейчас эти методы развиваются очень быстро и даже специалисты, традиционно работающие с имплантированными электродами, признают, что в области неинвазивных (нетравматичных) методов анализа работы мозга сейчас наблюдается очень быстрый прогресс. Свидетельством тому новая немецкая разработка «mental typewriter».

Недавно генеральный директор компании «Гугл» Ларри Пейдж назвал внедрение нейротехнологий задачей, которая одновременно очень близка и предельно далека. Потому что управлять техникой одной силой мысли человек научился, но в большинстве случаев это касается экспериментальных проектов или не самых практичных в быту гаджетов. Крупные корпорации ожидают своего часа, пока в этом рынке заправляют стартапы и энтузиасты. Но, судя по их разработкам, без мозга на рынке технологий в скором будущем делать будет нечего. Итак, рассмотрим самые удачные проекты устройств, которые управляются мозгом.

1. Muse. Контроль настроения.

Нейроконтроллер Muse – продукт канадской компании InteraXon, это самая громкая разработка последних лет. Muse представляет собой портативное устройство для электроэнцефалографии в виде форме ободка-обруча. Прибор оснащен четырьмя сенсорами, которые размещаются на голове человека. Два из них - на лбу, а еще два – над каждым ухом. Сенсорные датчики не только отслеживают нейронную активность мозга в реальном времени, но и способствуют контролю общего психологического состояния. Если вам надо успокоиться или расслабиться, просто наденьте сенсорный обруч на голову и выберите нужный режим. Устройство пошлет нейронам сигнал, который нужным образом начнет действовать на ваш мозг. Ту же операцию можно выполнить, чтобы освободиться от ненужных мыслей и сконцентрироваться на учебе или работе.

Важно, что Muse можно подключить к приложению на планшете или смартфоне через Bluetooth. Устройство отражает данные с нейроконтроллера в графической форме и при необходимости, «прочитав» ваш мозг, даст советы: к примеру, как научиться расслабляться по собственной воле, как устроить себе «ментальный отпуск» или создать нужное настроение (как ее называют создатели, «атмосферу доверия»).

На рынке Muse может появиться уже в 2013 г, для чего в данный момент собираются деньги на проекте Indiegogo. Стоить устройство будет $135. Если первая стадия инвестирования пройдет успешно, а на прибор будет должный спрос, контроллер начнут развивать как аппарат для управления другими электроприборами, включая персональные компьютеры, игровые консоли, смартфоны и даже некоторые виды бытовой техники.

2. Necomimi Brainwave. Эмоциональные ушки.

Забавный гаджет, управляемый силой мысли, разработала японская фирма Neurowear. С виду «эмоциональные уши» напоминают элемент карнавального костюма. Устройство надевается на голову и считывает эмоциональное состояние пользователя. Если хозяин подавлен или расстроен, уши опускаются, если настроение приподнятое – поднимаются и шевелятся. Уши различают четыре ваших состояния: жгучий интерес, сосредоточенность, умеренный интерес и расслабленность. На распознание и отображения вашего состояния девайсу потребуется не больше минуты.

В движение гаджет приводят сервомоторчики, работающие от батареек AAA. Компания Necomimi Brainwave снискала популярность не только на весьма специфическом японском it-рынке. Стоимость устройства в разных странах – в среднем $100.

Кроме кошачьих фирма предлагает собачьи ушки и «дьявольские рожки». А недавно разработчики Neurowear представили новое устройство: хвостик, работающий по той же модели, для полноты производимого впечатления. Гаджеты сообщаются с iPhone и публикуют там информацию о вашем состоянии, подбирая соответствующие смайлики.

3. IntendiX. Текст без рук.

Аппарат для ввода текста посредством силы мысли IntendiX создала австрийская фирма Guger Technologies. Во внешнем дизайне гаджет уступает игровым аналогам: это устройство уже не наденешь на голову в разгар рабочего дня.

Это шапочка с электродами, регистрирующими активность мозга. Испытания проводились по следующей схеме: на большой экран выводится таблица цифр и букв - виртуальная клавиатура в некотором смысле, а пользователь, набирающий текст, должен был сосредоточить внимание на конкретном символе. Шапочка IntendiX улавливает изменения концентрации и передает компьютеру команду по набору той или иной буквы. Некоторые испытуемые затрачивали больше минуты на ввод одного символа, зато после непродолжительных тренировок скорость набора увеличивалась до 0,9 сек. Разработчики IntendiX позиционируют свой аппарат как дверь во внешний мир для парализованных людей.

4. Mindflex Duel. Битва мозгов.

Столкнуться в поединке силы мысли теперь можно при помощи игры Mindflex Duel. Это игровое устройство ценой $99 позволяет любому почувствовать себя волшебником, мысленно передвигая по площадке шарики для пинг-понга. Для этого потребуется соперник-напарник и обруч для «чтения» мозговой активности. Девайс на голове пользователя будет считывать активность мозга и транслировать эту информацию игровому полю, в котором кроется секретный двигатель. Весь фокус в вентиляторах, расположенных на краям поля. Обруч Mindflex Duel считывает два показателя: степень концентрированности мысли и сосредоточенность на предмете игры. Чем выше эти показатели, тем активнее вращаются вентиляторы, тем быстрее шарики парят в воздушном потоке.

Вообще, Mindflex Duel – это усовершенствованный вариант своего предшественника - первого издания игры Mindflex. Единственное отличие в том, что в последней версии появилась возможность играть с соперником. Так был введен элемент соревнования, который, по словам создателей, делает устройство более захватывающим.

5. Neural Impulse Actuator. Игра головой.

Сотрудники компании OCZ Technology выпустили игровое устройство, соединяющее сразу 3 способа управления компьютером без рук. Гаджет способен воспринимать команды жестов и мимики, движения взгляда и, самое главное, преобразовывать электроимпульсы мозга в указания и воплощать их. Интерфейс устройства направлен на компьютерные игры. Так, например, щелкнув зубами можно застрелить виртуального противника, или указать направление движения герою, повернув ладонь левой руки. Управление взглядом основано не на смещении курсора в сторону, куда вы посмотрите: NIA осуществляет запрограммированные акты действий при отклонении взгляда в определенную сторону. Третий, наиболее интересный способ, основан на фиксации активности нейронных связок мозга, на поведении так называемых бета- и альфа-ритмов.

Все эти способы манипуляции можно применять одновременно (вертеть глазами, щелкать зубами и мысленно приказывать застрелить вон того мутанта, за колонной). Кроме игрового назначения гаджет можно пользоваться в качестве виртуальной мышки – открывать и закрывать окна браузера, например. Правда, выходит немного медленнее, чем при использовании привычного способа.