Κόσμος

Τσιπ BISC: Θα μπορούσε να συνδέσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο με την Τεχνητή Νοημοσύνη

Μία ενδιαφέρουσα (έως ανατριχιαστική) αποκάλυψη έκανε στις 8 Δεκέμβρη το «Nature Electronics», αποκαλύπτοντας την κατασκευή του ασύρματου μικροεπεξεργαστή BISC που διαθέτει περίπου 65.000 ηλεκτρόδια και είναι σε θέση να αποκωδικοποιεί στιγμιαία σύνθετες σκέψεις, νοερά σχήματα και κίνηση και θεωρείται σαν η αρχή για μία πρώτη «γέφυρα» ανάμεσα στη σύνδεση του ανθρώπινου εγκεφάλου με τους υπολογιστές και την Τεχνητή Νοημοσύνη.

Το τσιπ BISC  είναι πιο λεπτό και από ένα φύλλο ριζόχαρτου ή μία ανθρώπινη τρίχα και κατασκευάστηκε από επιστήμονες και ερευνητές στα αμερικανικά πανεπιστήμια Stanford, Columbia και UPenn.

Το BISC αναπτύχθηκε στο πρόγραμμα Neural Engineering Systems Design της DARPA και συνδυάζει την τεχνογνωσία μικροηλεκτρονικής του Κολούμπια, τα πρωτοποριακά νευροεπιστημονικά προγράμματα του Στάνφορντ, του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια και την χειρουργική καινοτομία του NewYork-Presbyterian/Columbia.

Αυτό που κάνει το σύστημα τόσο υποσχόμενο είναι ο πολύ μικρός όγκος του συνδυασμένος με τη δυνατότητα μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων πολύ γρήγορα.

Το σύστημα βασίζεται σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα πυριτίου που παρέχει έναν ασύρματο, υψηλής χωρητικότητας σύνδεσμο ανάμεσα στον εγκέφαλο και εξωτερικούς υπολογιστές. Η πλατφόρμα ονομάζεται Biological Interface System to Cortex (BISC).

Δεν έχει ακόμη δοκιμαστεί σε άνθρωπο αλλά σε πειραματόζωα θηλαστικά (σε χοίρους για δύο βδομάδες και σε πιθήκους για δύο μήνες) και οι ενδείξεις θεωρούνται πολύ ενθαρρυντικές καθώς θα μπορούσε στο μέλλον η εφαρμογή του να επιλύσει προβλήματα παράλυσης, τυφλότητας ή και επιληψίας.

Όπως σημειώνεται σε σχετικό ρεπορτάζ της Ναυτεμπορικής, οι διεπαφές εγκεφάλου – υπολογιστή λειτουργούν συνδεόμενες με τα μικροσκοπικά ηλεκτρικά σήματα που χρησιμοποιούν οι νευρώνες για να επικοινωνούν.

Στα σημερινά συστήματα, αυτό απαιτεί πολλά διαφορετικά μικροηλεκτρονικά μέρη, όπως ενισχυτές, μετατροπείς δεδομένων, πομποδέκτες ραδιοσυχνοτήτων και κυκλώματα διαχείρισης ισχύος. Επειδή όλος αυτός ο εξοπλισμός πρέπει να χωρέσει κάπου, οι γιατροί συχνά εμφυτεύουν έναν σχετικά μεγάλο θάλαμο ηλεκτρονικών, είτε αφαιρώντας μέρος του κρανίου είτε τοποθετώντας τον στο στήθος με καλώδια που οδηγούν στον εγκέφαλο.

Πού διαφέρει το BISC

Το BISC ακολουθεί διαφορετική προσέγγιση. Ολόκληρο το εμφύτευμα είναι ένα μόνο ολοκληρωμένο κύκλωμα CMOS που καταλαμβάνει λιγότερο από το ένα χιλιοστό του όγκου ενός τυπικού συστήματος.

Με συνολικό όγκο περίπου 3 mm³, αυτό το εύκαμπτο τσιπ λυγίζει ώστε να ταιριάζει με την επιφάνεια του εγκεφάλου.

Η συσκευή μικρο-ηλεκτροκορτικογραφίας (µECoG) περιλαμβάνει 65,536 ηλεκτρόδια, 1,024 κανάλια ταυτόχρονης καταγραφής και 16,384 κανάλια διέγερσης. Επειδή κατασκευάζεται με τις ίδιες διαδικασίες μεγάλης κλίμακας της βιομηχανίας ημιαγωγών, το εμφύτευμα μπορεί να παραχθεί σε μεγάλους αριθμούς.

Στο ίδιο τσιπ βρίσκονται όλα τα ηλεκτρονικά: πομποδέκτης ραδιοσυχνοτήτων, κύκλωμα ασύρματης τροφοδοσίας, ψηφιακός έλεγχος, διαχείριση ενέργειας, μετατροπείς δεδομένων και τα αναλογικά στοιχεία για καταγραφή και διέγερση.

Ένας εξωτερικός σταθμός αναμετάδοσης, τροφοδοτούμενος από μπαταρία, παρέχει ενέργεια στο εμφύτευμα και ανταλλάσσει δεδομένα μαζί του μέσω ειδικού υπερ-ευρυζωνικού ραδιοσυνδέσμου με εύρος 100 Mbps τουλάχιστον εκατό φορές μεγαλύτερο από οποιοδήποτε άλλο διαθέσιμο ασύρματο BCI.

Ο σταθμός αναμετάδοσης εμφανίζεται προς τον έξω κόσμο ως συσκευή WiFi 802.11.

Το BISC εισάγει επίσης το δικό του σύνολο εντολών και μια εκτεταμένη στοίβα λογισμικού, σχηματίζοντας μια ειδική υπολογιστική αρχιτεκτονική για διεπαφές εγκεφάλου.

Σε πειράματα που έγιναν, η υψηλή χωρητικότητα του συστήματος καθιστά δυνατό να αποστέλλονται πλούσια μοτίβα εγκεφαλικής δραστηριότητας σε προηγμένα εργαλεία μηχανικής μάθησης και βαθιάς μάθησης που μπορούν να αποκωδικοποιήσουν σύνθετες προθέσεις, αντιλήψεις και εσωτερικές καταστάσεις.

Related Articles

Back to top button