Новый BCI работает от бесконтактно подзаряжаемого автономного источника питания. Помимо миниатюрности он отличается мобильностью, возможностью долговременного использования и надёжностью передачи сигналов, сравнимой с проводной реализацией.
Имплантируемый вариант BCI (схема: Brown University)
В проводных вариантах кабели ограничивали возможности дизайна и задавали жёсткие рамки для самих условий испытаний. Добровольцы фактически были привязаны к креслу, поэтому раньше экспериментальная часть обычно ограничивалась анализом ЭЭГ при выполнении ими простых движений. Теперь, благодаря беспроводному интерфейсу, появилась возможность сконцентрироваться на изучении работы мозга во время сложных процессов в более естественных условиях и реальных сценариях. Беспроводная реализация BCI была успешно опробована на свиньях и обезьянах в течение более 13 месяцев. Следующий шаг – испытания на добровольцах.
Электроника нового интерфейса (за исключением микроантенн) размещается в герметичном титановом корпусе. Она питается от литий-ионной батареи с индуктивной схемой зарядки. Чип соединяется с различными отделами коры больших полушарий головного мозга при помощи микроэлектродов. В текущей версии интерфейса используется сто штук. Электроды имплантируются в соматосенсорные и двигательные области коры, соответственно передавая сигналы от органов чувств и управляющие команды мозга.
Рентгеновский снимок интерфейса «мозг-компьютер», имплантированного макаке-резус (изображение: Brown University)
От чипа оцифрованные данные передаются на частоте 3,2 и 3,8 ГГц со скоростью 24 Мбит/с на расположенный поблизости компьютер. Потребляемая мощность трансмиттера составляет всего 100 мВт, поэтому двухчасовой индуктивной зарядки всей имплантированной части системы хватает на шесть часов непрерывной работы. Исследователям удалось даже создать и вживить миниатюрную систему водяного охлаждения для того, чтобы нагрев прибора во время зарядки не вызывал неприятных ощущений.
Проделанная работа важна не столько для выполнения более сложной экспериментальной части, сколько для нужд практической медицины. В рамках другой инициативы того же университета (BrainGate) разрабатывается интерфейс управления роботизированными манипуляторами «силой мысли». Его более сложный вариант будет использоваться для контроля движений собственных рук у лиц с травмой шейного отдела позвоночника.
В перспективе такое применение интерфейса «мозг-компьютер» сможет улучшить качество жизни тысяч людей. Конечно, до чудес симбиоза с компьютером, описанных Николаем Горькавым в романе «Астровитянка», ещё очень далеко. Пока все эти системы выглядят крайне неуклюже (см. видео), однако избавление от проводов уже может существенно повысить удобство работы с ними.
В России работы в направлении BCI ведутся разными научными коллективами, но чаще других в последнее время упоминается лаборатория нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ. Под руководством профессора Александра Каплана были разработаны методики игрового обучения управлению BCI и различные компьютерные программы. Благодаря одной из них лишённые возможности печатать люди могут набирать текст, мысленно выбирая нужную букву на пересечении символьных строк и рядов. Другие программы созданы для посттравматической реабилитации методами биологической обратной связи и направлены на восстановление функций самого мозга.
К сожалению, несмотря на хорошую научную базу и наличие квалифицированных кадров, по уровню технической реализации отечественные разработки ещё значительно уступают рассмотренным выше примерам. Даже простое упоминание числа одновременно используемых у зарубежных коллег отведений (128 — 256) вызывает в наших соотечественниках разноцветную зависть.
К оглавлению
Ford вместе с русской компанией делает «автомобильный Android»
Юрий Ильин
Опубликовано 05 марта 2013
Компания Luxoft объявила о начале совместного проекта с корпорацией Ford под названием SmartPhoneLink по разработке технологии подключения головных систем автомобиля к мобильным устройствам. Целью проекта станет выработка некоего единого стандарта для подключения мобильных гаджетов к означенным головным устройствам на базе открытой платформы iviLink, которую разрабатывает Luxoft, и платформы Ford AppLink.
Для тех, кто не знаком с автомобильной тематикой, необходимо пояснить: головное устройство — это, собственно, ключевой элемент звуковой системы, то есть, попросту говоря, лицевая панель магнитолы и прочих развлекательных систем автомобиля, а иногда и не только их. В частности, многие производители в новых моделях предусматривают контроль посредством головного устройства и за другими системами автомобиля: освещением, вентиляцией, уровнем топлива и масла, термометром, вывод на экран одометра и сигналов предупреждений. Так что головное устройство становится дополнительной приборной панелью, а то и основной.
фото Gasgoo.com
В принципе, понятно, что информатизация (компьютеризация) автомобилей, особенно недешёвых, — это нарастающая тенденция, и чем дальше, тем «интеллектуальнее» будут становиться четырёхколёсные «нероскоши».
А стало быть, вполне логичным становится использование мобильных устройств для взаимодействия с автомобильными информационными системами, какими бы простыми или, наоборот, сложными они ни были. Что это, однако, даёт водителю?
- Прежде всего, возможность использовать в автомобиле массу интересных приложений, которые можно легко установить на свой смартфон или планшет, причём это можно будет сделать даже в бюджетных моделях, где и дисплей не предусмотрен, — говорит Михаил Минкевич, вице-президент компании Luxoft по технологиям.
По словам Минкевича, головные системы в разных моделях автомобилей могут отличаться по своим характеристикам на порядок: для премиального класса это мощное устройство на базе многоядерного процессора, зачастую с отдельным чипом для обработки графики, тачскрина с высоким разрешением и специфического набора интерфейсов и периферийных устройств, таких, как спутниковое радио и навигационный чип. В бюджетных моделях — «слабенький процессор с текстовым дисплеем».
Как видим, на рынке головных устройств наблюдается существенный разброс в том, что касается возможностей и доступных пользователям функций (не говоря уже о различиях в аппаратной «начинке» — чипсеты для этого рынка поставляют сразу несколько компаний, в числе которых Texas Instruments, Intel, Freescale, ST Micro, nVidia). Оттуда и фрагментированность технологий, с которой Luxoft и Ford (и не только они) пытаются бороться.
- Практически каждый автопроизводитель предлагает какое-то решение для connectivity (подключения мобильных устройств), но все они основаны на использовании разных интерфейсов, протоколов, SDK, — говорит Минкевич. — Это делает практически невозможным создание приложений для мобильных устройств, которые могли бы быть использованы для разных моделей машин на рынке: нужно будет портировать их не только под каждого производителя, но и под конкретный модельный ряд. Соответственно чем дальше, тем больше возникает причин пытаться найти какой-то способ «подружить» все эти системы с наиболее распространёнными мобильными устройствами.
Luxoft уже несколько лет занимается разработками такой системы.
- iviLink – это middleware, некоторая программная прослойка, которая обеспечивает интеграцию и взаимодействие между различными компонентами системы как на стороне бортового компьютера (headunit), так и на стороне мобильного устройства, — объясняет Михаил Минкевич. — Она позволяет запускать на смартфоне или планшете приложения, которые могут обмениваться информацией с бортовым компьютером, пересылать команды и данные. На тот момент, когда возникла идея создания iviLink, на рынке существовало насколько похожих решений, таких, как MirrorLink, но все они имели ряд значительных ограничений: закрытая архитектура, сложность разработки и запуска приложений, возможность передавать информацию только в одну сторону.
У iviLink архитектура открытая: исходные коды доступны всем желающим. Ещё в прошлом году компания выложила в открытый доступ и экспериментальную реализацию своей интегрирующей платформы.
Технология включает в себя разнообразные уровни поддержки как разработчиков программ для популярных операционных систем Android и iOS, так и производителей автомобильных устройств. Платформа iviLink оснащена множество инструментов для интеграции мобильных и автомобильных приложений, включая модули обеспечения связи по интерфейсам USB, WiFi, Bluetooth и с недавних пор — NFC тоже; передачи управляющих и мультимедийных данных в реальном времени, обеспечения безопасности и разграничения прав доступа.