BCI (Brain Computer Interface): tương lai điều khiển máy móc bằng ý nghĩ

BCI (Brain Computer Interface): tương lai điều khiển máy móc bằng ý nghĩ
Theo: Lê Tuấn Anh Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Giao diện máy tính – não (BCI - Brain Computer Interface) là giao thức tương tác trực tiếp giữa các tín hiệu não với một thiết bị bên ngoài. Hệ thống BCI đã và đang tiếp tục được cải tiến, giúp con người sử dụng sóng não để tạo ra sự di chuyển cơ học. Trong tương lai, BCI có thể giúp chúng ta thay đổi cách thức sử dụng các thiết bị hàng ngày.

Bạn hãy tưởng tượng rằng mình đang đặt hàng trực tuyến mà không cần dùng chuột, bàn phím mà chỉ cần suy nghĩ của chính mình. Bạn không cần tới bất kỳ thao tác nào như nhấn nút, gõ bàn phím, hay chạm vào màn hình. Kịch bản như phim khoa học viễn tưởng này có thể sớm trở thành thực tế.

Khởi nguồn từ những nghiên cứu hỗ trợ người bị liệt, BCI là tia hy vọng giúp những người tàn tật tự chủ hơn trong cuộc sống của mình. Bill Kochevar đã gặp một tai nạn xe đạp gần 10 năm trước, khiến anh bị liệt từ phần vai trở xuống. Tuy nhiên vào năm ngoái, nhờ BCI mà anh đã di chuyển được cánh tay và bàn tay của mình lần đầu tiên trong vòng 8 năm.

Các cảm biến được cấy vào não của Kochevar, phải mất bốn tháng để anh huấn luyện hệ thống này bằng cách suy nghĩ về các cử động cụ thể, chẳng hạn như xoay cổ tay hoặc nắm bắt một vật gì đó. Các cảm biến trong não đã ghi nhận và “học lại” phần của não đã kích hoạt khi nghĩ về một chuyển động cụ thể. Sau đó, 36 điện cực khác được cấy vào cánh tay Kochevar. Bằng cách nghĩ về điều muốn làm, tín hiệu từ cảm biến trong não Kochevar sẽ chuyển tới cảm biến ở tay, giúp anh có thể thực hiện các cử động đơn giản.

BCI hỗ trợ Kochevar cử động cánh tay (Nguồn ảnh: The Guardian)

BCI hỗ trợ Kochevar cử động cánh tay (Nguồn ảnh: The Guardian)

Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm cách tạo ra xe lăn có thể được điều khiển bằng suy nghĩ thông qua các cảm biến. Thiết bị như vậy cũng sẽ cho phép những người bị liệt toàn thân trả lời câu hỏi đơn giản như “có hay không” thông qua ý nghĩ.

Tại Việt Nam, đã có những nghiên cứu bước đầu về BCI. “Hệ thống số hoá tư duy con người” của nhóm tác giả MIMAS đã giành giải nhất Nhân tài Đất Việt 2010 là một ví dụ. Hệ thống này giúp người bệnh có thể dùng suy nghĩ để liên lạc, vận hành thiết bị theo ý muốn. Mặc dù còn nhiều hạn chế so với các nghiên cứu tương tự trên thế giới, tuy nhiên đây là tiền đề để Việt Nam phát triển các công cụ hỗ trợ người khuyết tật.

Không chỉ được ứng dụng trong y tế

Kỹ sư Đặng Toàn Khoa (Đại học Khoa học Tự nhiên TP. HCM) cho biết: “Các lĩnh vực chính của hệ thống BCI thường được chia ra thành 4 loại: ứng dụng kỹ thuật sinh học: những thiết bị điều khiển hoạt động của con người, đem lại niềm hy vọng cho những bệnh nhân bại liệt; quan sát hành vi vô thức con người: lĩnh vực này chủ yếu nghiên cứu hoạt động sâu của não, thường nghiên cứu khi người đã ngủ sâu, để tìm ra được những hoạt động vốn có của não chi phối cơ thể, hoặc nghiên cứu về những trạng thái tâm thần học; ứng dụng thần kinh học: sử dụng phương pháp thời gian thực cho phép quan sát tín hiệu thần kinh được ghi lại với hành động tương ứng; ứng dụng tương tác người và máy: cung cấp phương thức tương tác giữa người và máy hoặc máy tính.

Thực tế, nhiều công ty công nghệ ở các lĩnh vực khác nhau đang phát triển các thiết bị có thể điều khiển bằng ý nghĩ. Gần đây, nhà sản xuất ô tô Nissan đã giới thiệu loại tai nghe "brain-to-vehicle" có thể xác định điều lái xe muốn làm, trước cả khi họ làm điều đó. Mục đích của thiết bị này là giúp chiếc xe phản ứng nhanh hơn gấp đôi so với thời gian phản ứng tự nhiên của lái xe. Nissan cho biết trên đoạn đường núi quanh co, công nghệ mới sẽ giúp đi xe an toàn và dễ dàng hơn.

Thiết bị của Nissan có thể dự đoán hành động của người lái (Nguồn ảnh: Nissan)
Thiết bị của Nissan có thể dự đoán hành động của người lái (Nguồn ảnh: Nissan)

Trong khi đó, công ty thực tế ảo Neurable đang phát triển một trò chơi mà người chơi có thể tham gia và kiểm soát bằng ý nghĩ. Người chơi sẽ đeo thiết bị VR được gắn cảm biến và chỉ cần tập trung suy nghĩ của họ vào một đối tượng để điều khiển nó, không có bộ điều khiển bằng tay nào cả. Một công ty khác, EmojiMe thiết kế headphone có khả năng đọc sóng não, từ đó biểu thị trạng thái cảm xúc của người sử dụng dưới dạng các emoji.

BCI hoạt động như thế nào?

Nếu những gì BCI có thể làm được giống như một phép màu thì đây là cách phép màu được tạo ra. BCI đánh giá hoạt động của não thông qua một điện não đồ (EEG) gần tinh vi như loại được dùng trong các bệnh viện. Thiết bị này thu nhận những tín hiệu điện cực nhỏ được tạo ra khi các nơ-ron trong não liên lạc với nhau. Những tín hiệu này bao gồm các sóng alpha, beta, delta, theta và gamma, cũng như các loại tín hiệu khác được kích hoạt bởi tín hiệu thị giác. Một số tín hiệu có thể thường đi cùng với những suy nghĩ đặc biệt, cho phép hệ thống tiên đoán về mong muốn của người dùng.

Trong trường hợp tai nghe của Nissan, nó theo dõi các tín hiệu hoạt động não liên quan đến chuyển động. Dữ liệu này sau đó được so sánh với thông tin do chính chiếc xe thu thập được. Ví dụ, khi có một đoạn rẽ ở cách vị trí xe 200 m, AI kết hợp dữ liệu sóng não và dữ liệu cảm biến kết hợp với bản đồ để tìm hiểu xem phải làm gì, chẳng hạn: “Lái xe đang nghĩ về việc rẽ, nhưng với tốc độ này anh ta sẽ bị chậm, vì vậy hãy cho xe rẽ ngay bây giờ.

Neurable, nhà phát triển trò chơi đầu tiên trên thế giới có thể kiểm soát bằng ý nghĩ, tuyên bố rằng họ có hệ thống BCI không xâm lấn nhanh nhất và chính xác nhất để xác định những gì người dùng muốn làm, nhờ hệ thống học máy (machine learning). Công ty đã đưa hệ thống của mình vào game VR có tên Awakening, được phát triển cùng với eStudiofuture.

Hình ảnh từ VR game của Neurable, trong đó game thủ di chuyển đồ vật bằng ý nghĩ (Nguồn ảnh: Neurable)

Hình ảnh từ VR game của Neurable, trong đó game thủ di chuyển đồ vật bằng ý nghĩ (Nguồn ảnh: Neurable)

BCI trong tương lai

Neurable đã phát hành bộ kit cho phép các nhà phát triển sử dụng công nghệ của mình. Họ cho biết muốn biến cảm biến não bộ trở thành tiêu chuẩn mới của thiết bị VR trong tương lai.

Trong khi đó, Facebook và các công ty khác đang nghiên cứu để phát triển công nghệ cho phép người dùng gõ từ chỉ bằng cách nghĩ đến chúng.

Một “ông lớn” công nghệ khác là Microsoft gần đây đã đệ trình bằng sáng chế cho một hệ thống học máy, sử dụng sóng điện não đồ để khởi động và điều khiển các ứng dụng trên máy tính.

Chúng ta có thể điều khiển máy tính bằng ý nghĩ trong tương lai

Chúng ta có thể điều khiển máy tính bằng ý nghĩ trong tương lai

Trong năm 2017 vừa qua, Cơ quan Các dự án nghiên cứu tiên tiến quốc phòng Mỹ (DARPA) đã trao hợp đồng cho 6 nhóm nghiên cứu về lĩnh vực giao diện máy tính – não (BCI). Từ năm 2016, DARPA đã thông báo rằng sẽ phát triển hệ thống giao diện thần kinh giúp cải thiện khả năng giao tiếp giữa não bộ và thế giới kỹ thuật số. Ý tưởng ở đây là chuyển đổi các tín hiệu điện trong não trở thành mã nhị phân sử dụng trong máy tính.

Với sự quan tâm nghiên cứu và phát triển từ cả các cơ quan nghiên cứu cũng như tập đoàn công nghệ, chúng ta hãy chờ đợi những bước tiến mới của BCI trong tương lai.

10 sự thật ngỡ ngàng về động vật ở Bắc Cực mà không phải ai cũng biết

tinybook tinybook 3 ngày 6 giờ
10 sự thật ngỡ ngàng về động vật ở Bắc Cực mà không phải ai cũng biết
Mặc dù có khí hậu khắc nghiệt, thế nhưng Bắc Cực lại là ngôi nhà của vô số các loài sinh vật lớn nhỏ, và đây là những sự thật về chúng sẽ khiến bạn phải bất ngờ.

Nếu Apple sản xuất xe hơi, nó sẽ được tạo ra như thế này

tinybook tinybook 3 ngày 8 giờ
Nếu Apple sản xuất xe hơi, nó sẽ được tạo ra như thế này
Tin đồn từ nhiều năm trước cho rằng Apple đang sản xuất chiếc xe hơi của riêng mình, một phương tiện được kỳ vọng sẽ thay đổi ngành công nghiệp xe hơi như cách iPhone đã thay đổi ngành công nghiệp di động.

Đây là chiếc thuyền tự lái có khả năng kiêm luôn vai trò của những cây cầu

tinybook tinybook 3 ngày 8 giờ
Đây là chiếc thuyền tự lái có khả năng kiêm luôn vai trò của những cây cầu
Nhờ in 3D, việc sản xuất các loại chi giả, các bộ phận EV nhỏ nhẹ, và thậm chí cả du hành không gian đều được hưởng lợi từ các sản phẩm giá rẻ.

Các nhà khoa học cho rằng sự sống ngoài Trái Đất có thể tồn tại trên 8 mặt trăng chứa những đại dương ngầm rộng lớn này

tinybook tinybook 3 ngày 19 giờ
Các nhà khoa học cho rằng sự sống ngoài Trái Đất có thể tồn tại trên 8 mặt trăng chứa những đại dương ngầm rộng lớn này
Một số tiểu hành tinh này thậm chí còn có thể tích nước vượt trội hoàn toàn so với Trái Đất của chúng ta dù kích thước bé hơn rất nhiều.

Thói quen ngủ nướng vào cuối tuần hóa ra đem lại tác dụng có lợi không tưởng

tinybook tinybook 4 ngày 1 giờ
Thói quen ngủ nướng vào cuối tuần hóa ra đem lại tác dụng có lợi không tưởng
Nhiều nhà khoa học tin rằng việc ngủ nướng vào cuối tuần là có hại. Nhưng nghiên cứu từ ĐH Thụy Điển mới đây thì khác.

Đã có hơn 100.000 người cùng chơi một trò chơi điện tử nhằm chứng minh Einstein đã sai, họ vừa làm được vừa không làm được

tinybook tinybook 5 ngày 21 giờ
Đã có hơn 100.000 người cùng chơi một trò chơi điện tử nhằm chứng minh Einstein đã sai, họ vừa làm được vừa không làm được
Rối lượng tử - đúng như cái tên của nó - rất rối rắm và lằng nhằng.

Các nhà khoa học Đức thử nghiệm động cơ không tưởng EM Drive, thứ có thể đưa loài người sang những thiên hà khác

tinybook tinybook 6 ngày 5 giờ
Các nhà khoa học Đức thử nghiệm động cơ không tưởng EM Drive, thứ có thể đưa loài người sang những thiên hà khác
Đây là công sức 4 năm nghiên cứu của người Đức, vừa mới được công bố đầu tuần này tại một hội nghị tại Pháp.

Hãi hùng ngắm nhìn "mồ chôn tập thể" của hàng triệu chiếc xe đạp tại Trung Quốc

tinybook tinybook 6 ngày 8 giờ
Hãi hùng ngắm nhìn "mồ chôn tập thể" của hàng triệu chiếc xe đạp tại Trung Quốc
Ở Trung Quốc có những nơi khiến người xem không khỏi rùng mình vì cảnh tượng “mồ chôn” tập thể của hàng triệu chiếc xe đạp không ai dùng đến.

Đây là con cá mập với đầu rắn và 300 chiếc răng sắc nhọn mà bạn chỉ có thể gặp trong ác mộng

tinybook tinybook 6 ngày 9 giờ
Đây là con cá mập với đầu rắn và 300 chiếc răng sắc nhọn mà bạn chỉ có thể gặp trong ác mộng
Có lẽ đã đến lúc loài người chúng ta đánh giá lại mối quan hệ giữa mình với các đại dương.

Microsoft muốn thực hiện một cuộc cách mạng trong y học, sử dụng máy tính lượng tử để thay đổi công nghệ chụp cộng hưởng từ MRI

tinybook tinybook 1 tuần 7 giờ
Microsoft muốn thực hiện một cuộc cách mạng trong y học, sử dụng máy tính lượng tử để thay đổi công nghệ chụp cộng hưởng từ MRI
Chưa dừng lại ở đó, Microsoft còn hy vọng có thể sử dụng kính thực tế tăng cường HoloLens để hiển thị các hình ảnh trực tiếp dưới dạng 3D.

Phát hiện ra sáu con sóc bị buộc đuôi vào nhau, giống hệt với huyền thoại Rat King - Vua Chuột trong lịch sử loài người

tinybook tinybook 1 tuần 21 giờ
Phát hiện ra sáu con sóc bị buộc đuôi vào nhau, giống hệt với huyền thoại Rat King - Vua Chuột trong lịch sử loài người
Tưởng chừng Rat King chỉ là huyền thoại, hóa ra là nó có thật.

Chất liệu nylon đã thay đổi ngành công nghiệp sneakers như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Chất liệu nylon đã thay đổi ngành công nghiệp sneakers như thế nào?
Năm 1935, một nhóm các nhà khoa học tại Dupont đã khám phá ra thứ sẽ thay đổi thế giới sneakers. Được dẫn dắt bởi Wallace Carothers, nhóm nghiên cứu đã tìm ra loại nhựa polymer bằng cách kết hợp hexamethylenediamine và axit adipic. Họ đặt tên nó là "fibre 6-6" - tiền thân của nylon.

Muốn biết được các AI đang nghĩ gì ư? Hãy để chúng cãi nhau

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Muốn biết được các AI đang nghĩ gì ư? Hãy để chúng cãi nhau
Dù có được một số thành công ban đầu, nhưng các chương trình AI này mới chỉ thành công ở mức rất sơ khai, và còn xa mới có khả năng tạo ra một hệ thống có thể đánh lừa con người.

Sự thực: Hà Mã đi nặng nhiều quá, cá dưới sông chết hết

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Sự thực: Hà Mã đi nặng nhiều quá, cá dưới sông chết hết
Cá chết đuối luôn trong làn nước chính vì những con hà mã to lớn, ăn lắm ị nhiều kia.

Chết cười với điều khoản sử dụng súng phun lửa vô cùng hài hước của Elon Musk

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Chết cười với điều khoản sử dụng súng phun lửa vô cùng hài hước của Elon Musk
Súng phun lửa Not-A-Flamethrower của Elon Musk vốn là một sản phẩm vô cùng độc đáo, chính vì vậy mà những gì liên quan đến nó cũng quả là "có một không hai".

Elon Musk của Trung Quốc phóng thành công quả tên lửa đầu tiên

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Elon Musk của Trung Quốc phóng thành công quả tên lửa đầu tiên
Một dấu mốc quan trọng trong ngành tên lửa vũ trụ tại Trung Quốc.

Nữ sinh đang phải nằm viện khiến cả trường bất ngờ khi dự lễ tốt nghiệp bằng robot

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Nữ sinh đang phải nằm viện khiến cả trường bất ngờ khi dự lễ tốt nghiệp bằng robot
Ý tưởng là sử dụng những con robot từ xa để giúp các bệnh nhân nằm viện vẫn có một cuộc sống bình thường bên ngoài.

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế tin rằng bạch tuộc là sinh vật ngoài hành tinh

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế tin rằng bạch tuộc là sinh vật ngoài hành tinh
Một nghiên cứu khoa học vừa được công bố, với những lý thuyết về việc bạch tuộc và mực là những sinh vật có nguồn gốc ngoài Trái đất.

Nguồn gốc đằng sau Laurel và Yanny: hiện tượng nổi nhất trên Internet trong tuần này

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Nguồn gốc đằng sau Laurel và Yanny: hiện tượng nổi nhất trên Internet trong tuần này
Bạn đã chọn phe cho mình chưa? Laurel hay Yanny?

Cuộc tranh luận mới nhất trên Internet: bạn nghe thấy từ Yanny hay Laurel trong đoạn ghi âm này?

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Cuộc tranh luận mới nhất trên Internet: bạn nghe thấy từ Yanny hay Laurel trong đoạn ghi âm này?
Một lần nữa, giang sơn Internet bị chia làm hai nửa.

Nhật Bản tái phát minh môn cờ vua trong thời công nghệ: hai người chơi cùng đánh một lúc, mỗi quân cờ có "cooldown" riêng

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Nhật Bản tái phát minh môn cờ vua trong thời công nghệ: hai người chơi cùng đánh một lúc, mỗi quân cờ có "cooldown" riêng
Tuy nhiên, định hình lại môn thể thao đã tồn tại hàng ngàn năm có lẽ là điều bất khả thi.

Có hơn 1 triệu tỷ tỷ ngôi sao trong vũ trụ và 14 sự thật ngỡ ngàng không phải ai cũng biết

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Có hơn 1 triệu tỷ tỷ ngôi sao trong vũ trụ và 14 sự thật ngỡ ngàng không phải ai cũng biết
Vũ trụ quả là một nơi chứa đựng bao điều bí ẩn!

Trái Đất sẽ trông như thế nào trông 100 năm nữa (nếu chúng ta may mắn)?

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Trái Đất sẽ trông như thế nào trông 100 năm nữa (nếu chúng ta may mắn)?
Tại Mỹ có một ngày gọi là "Ngày tái chế", sẽ diễn ra vào thứ Tư tới đây, và nó xuất hiện vì một lý do: tái chế giúp dọn dẹp rác thải khỏi các con đường, giảm bớt nhu cầu phải khai thác các quặng kim loại, và tạo thêm công ăn việc làm.

Các nhà khoa học sao chép thành công trí nhớ của ốc sên, mở ra khả năng mới để chữa trị bệnh Alzheimer

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Các nhà khoa học sao chép thành công trí nhớ của ốc sên, mở ra khả năng mới để chữa trị bệnh Alzheimer
Dù nó chưa giúp mọi người học kỹ năng mới bằng cách tải xuống trí nhớ của người khác, nhưng nó vẫn có tiềm năng y học vô cùng to lớn.

Các nhà khoa học đun sôi nước đến 100.000 độ C trong thời gian một phần 10 nghìn tỷ giây

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Các nhà khoa học đun sôi nước đến 100.000 độ C trong thời gian một phần 10 nghìn tỷ giây
Trong thí nghiệm này, nước sẽ chuyển từ chất lỏng sang dạng plasma.

NASA hé lộ công nghệ trực thăng không người lái sẽ bay trên Sao Hỏa, mở đường cho việc khám phá hành tinh khác bằng drone

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
NASA hé lộ công nghệ trực thăng không người lái sẽ bay trên Sao Hỏa, mở đường cho việc khám phá hành tinh khác bằng drone
Dự kiến đầu năm 2021, hệ thống tàu thăm dò mới sẽ đặt chân tới Sao Hỏa.

Công trình của thiên tài mật mã Alan Turing lại một lần nữa cứu được hàng triệu người

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Công trình của thiên tài mật mã Alan Turing lại một lần nữa cứu được hàng triệu người
Hàng triệu người trên thế giới sẽ không còn lo thiếu nước sạch nhờ vào phương pháp lọc nước mới, lấy cảm hứng từ nghiên cứu được Alan Turing công bố năm 1952.

Câu tán tỉnh để Elon Musk có được bạn gái dựa trên một giả thuyết rợn tóc gáy: AI sẽ tiêu diệt bất kì ai cản đường nó

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Câu tán tỉnh để Elon Musk có được bạn gái dựa trên một giả thuyết rợn tóc gáy: AI sẽ tiêu diệt bất kì ai cản đường nó
Nếu bạn chưa nghe về Roko's Basilisk thì đây, nó đây.

Loại enzyme kỳ diệu mới sẽ tiêu hủy nhựa như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Loại enzyme kỳ diệu mới sẽ tiêu hủy nhựa như thế nào?
Tìm hiểu được cơ chế hoạt động của enzyme này sẽ mở đường cho việc tìm ra một giải pháp toàn diện với cuộc khủng hoảng nhựa của chúng ta.

Tesla có lẽ nên học cách lắp ráp ôtô siêu tốc và chuyên nghiệp của dây chuyền tự động bằng Lego này

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Tesla có lẽ nên học cách lắp ráp ôtô siêu tốc và chuyên nghiệp của dây chuyền tự động bằng Lego này
Có lẽ Tesla và nhiều hãng sản xuất xe hơi nên học tập dây chuyền lắp ráp xe tự động bằng Lego của kỹ sư trẻ tuổi Daniele Benedettelli để có thêm những ý tưởng cải tiến năng suất hiệu quả hơn.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat