Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực

Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Đây là bước đệm để phát triển một giao diện não bộ - máy tính hiệu quả trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu từ hai nơi, tổ chức Neurobotics của Nga và Viện Vật lý và Công nghệ Moscow (MIPT), vừa công bố cách thức đọc sóng não mới và cho ra những kết quả đáng ngạc nhiên: khi mắt người thử nghiệm tiếp nhận hình ảnh, tín hiệu sẽ được truyền về não, các nhà khoa học dùng mạng neural để đọc tín hiệu đó và ngay lập tức dịch ra (trên thời gian thực) xem hình ảnh đó ra sao.  Nhóm nghiên cứu đã đăng tải báo cáo trên bioRixv và đăng kèm một đoạn video cho thấy quá trình hoạt động của hệ thống đọc tín hiệu não bộ.

Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực - Ảnh 1.

Để phát triển được một thiết bị đọc sóng não, ta cần hiểu cách thức bộ não mã hóa thông tin. Một trong những phương pháp nghiên cứu là theo dõi hoạt động của não bộ khi mắt tiếp nhận thông tin hình ảnh, ví dụ như khi một người đang xem video chẳng hạn.

Hiện tại, những giải pháp dịch dữ liệu từ tín hiệu não bộ bao gồm chụp cộng hưởng từ (MRI) hay phân tích tín hiệu thu được từ các thiết bị gắn vào đầu/não. Cả hai phương cách này đều hạn chế trong cả nghiên cứu lẫn ứng dụng trong đời thường.

Giao diện não bộ - máy tính của MIPT và Neurobotics dựa vào một mạng neural nhân tạo và điện não đồ (EEG) để ghi lại sóng não thông qua các cực điện đặt ngay trên da đầu người thử nghiệm. Bằng việc phân tích hoạt động của não bộ, hệ thống tái tạo hình ảnh mà người được đo EEG đang được xem.

Theo lời Valdimir Konyshev, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Neurobotics tại MIPT, thiết bị này phục vụ hai mục đích: 

- Tập trung vào phát triển giao diện máy tính - não bộ để giúp người tàn tật có thể điều khiển được các bộ ngoại xương - exoskeleton, lấy lại một phần khả năng vận động đã mất.

- Mục tiêu cao nhất của họ là tăng khả năng điều khiển não bộ cho con người trong tương lai.

Thuật toán của các nhà khoa học Nga phân tích tín hiệu não bộ để "dịch" ra hình ảnh.

Trong phần đầu tiên của thử nghiệm, các nhà khoa học thần kinh yêu cầu người tham gia - những người khỏe mạnh cả về thể chất và tinh thần - xem một video dài 20 phút, là tổ hợp những đoạn ngắn 10 giây của nhiều video YouTube khác. Họ chọn ra 5 loại video là hình dáng trừu tượng, thác nước, mặt người, cơ chế chuyển động và các môn thể thao có liên quan tới xe gắn động cơ - cụ thể hơn là video góc nhìn thứ nhất của xe trượt nước, xe chạy trên tuyết, đua xe máy và ô tô.

Bằng việc phân tích dữ liệu điện não đồ, nhóm nghiên cứu phân ra sóng não tương ứng với từng loại video người tham gia thử nghiệm được xem. Sau đó, họ phân tích phản ứng của não bộ trong thời gian thực.

Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực - Ảnh 3.

Trong giai đoạn thử nghiệm thứ hai, các nhà nghiên cứu sẽ chọn ra ngẫu nhiên 3 trong số 5 thể loại video đã nêu ở trên. Đây là lúc mạng neural nhân tạo vào cuộc, chúng sẽ phân tích điện não đồ và các nhiễu loạn có từ tín hiệu não để tạo hình ảnh. Nhóm nghiên cứu huấn luyện để hai hệ thống tự động nãy làm vận hành song song, có thể biến tín hiệu điện não đồ thành hình ảnh thời gian thực - những hình ảnh mà người tham gia thử nghiệm đang xem.

Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực - Ảnh 4.

Quá trình thuật toán dịch ra hình ảnh từ tín hiệu não bộ.

Để thử nghiệm khả năng tạo hình ảnh từ chính hoạt động não, người tham gia thử nghiệm sẽ được xem những video cùng thể loại với các ví dụ trước, nhưng mang những nội dung khác. Trong khi họ xem, thiết bị đo ghi lại tín hiệu điện não đồ và đưa cho mạng neural xử lý. 

Kết quả thử nghiệm đủ thuyết phục, cỗ máy đã vượt qua bài thử: 90% những hình ảnh nó tạo ra đủ rõ ràng để được phân loại.

Điện não đồ là tập hợp những tín hiệu não bộ đo được từ da đầu. Các nhà nghiên cứu vẫn cho rằng nghiên cứu quá trình hoạt động của não thông qua điện não đồ tương tự việc nghiên cứu quá trình vận hành của một động cơ hơi nước bằng việc phân tích khói mà động cơ thải ra vậy”, đồng tác giả nghiên cứu, nhà nghiên cứu tại MIPT và lập trình viên của Neurobotics, Grigory Rashkov cho hay. “Thế nhưng chúng tôi không ngờ rằng [tín hiệu] có đủ thông tin để tái tạo được hình ảnh đang được người tham gia thử nghiệm xem trực tiếp. Hóa ra là làm được”.

Hơn nữa, chúng ta có thể sử dụng kết quả nghiên cứu này để làm tiền đề phát triển giao diện não bộ - máy tính trong tương lai. Với công nghệ hiện tại, giao diện thần kinh do Elon Musk công bố đang gặp phải khó khăn do quá trình phẫu thuật phức tạp cũng như bản thân thiết bị xuống cấp vì oxi hóa. Chúng tôi mong rằng thiết kế mới sẽ tạo ra một giao diện thần kinh không cần tới phẫu thuật can thiệp sâu vào não”.                  

Musk lo ngại dự án DeepMind và "sự ngạo mạn" của những người thông minh sẽ cho phép AI thống trị loài người

tinybook tinybook 1 tháng 4 tuần
Musk lo ngại dự án DeepMind và "sự ngạo mạn" của những người thông minh sẽ cho phép AI thống trị loài người
Một lần nữa Elon Musk nêu lên lo lắng của mình về các hệ thống trí tuệ nhân tạo, vốn được cho là sẽ thay đổi cuộc sống con người theo chiều hướng tốt.

Tin vui: Huấn luyện thành công chó đánh hơi được người nhiễm COVID-19, tỷ lệ chính xác cực cao

tinybook tinybook 2 tháng 4 giờ
Tin vui: Huấn luyện thành công chó đánh hơi được người nhiễm COVID-19, tỷ lệ chính xác cực cao
Nếu được huấn luyện đúng cách, chó có thể phân biệt được mẫu nước bọt của người bị nhiễm SARS-CoV-2 và người không bị nhiễm, với tỷ lệ chính xác lên tới 94%.

Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra điều gì làm cho coronavirus trở nên nguy hiểm

tinybook tinybook 2 tháng 11 giờ
Các nhà khoa học cuối cùng đã tìm ra điều gì làm cho coronavirus trở nên nguy hiểm
Hóa ra tác nhân gây bệnh đã ngụy trang sau khi lây nhiễm tế bào để ngăn chặn phản ứng nhanh chóng từ hệ thống miễn dịch của cơ thể.

The New York Times tiếp tục đăng tải một bài báo nữa cho thấy thêm bằng chứng về việc người ngoài hành tinh tồn tại

tinybook tinybook 2 tháng 1 ngày
The New York Times tiếp tục đăng tải một bài báo nữa cho thấy thêm bằng chứng về việc người ngoài hành tinh tồn tại
Nếu đúng là họ tới thăm ta thật, thì có lẽ nên tránh thời điểm 2020 này ra. Người Trái Đất đang có nhiều chuyện phải lo lắm rồi, không đủ thời giờ đón tiếp khách tới từ phương xa đâu.

Điều gì sẽ xảy ra nếu Oxy trên Trái Đất đột nhiên biến mất trong vòng 5 giây?

tinybook tinybook 2 tháng 1 ngày
Điều gì sẽ xảy ra nếu Oxy trên Trái Đất đột nhiên biến mất trong vòng 5 giây?
Việc Oxy biến mất trong vòng 5 giây cũng đủ khiến cho nhiều thứ trở nên bất thường, thậm chí khiến loài người cũng như toàn bộ các sinh vật khác đi đến kết cục diệt vong

Một quả bom hạt nhân đã được dùng để xử lý đám cháy 'không thể dập tắt' như thế nào?

tinybook tinybook 2 tháng 1 ngày
Một quả bom hạt nhân đã được dùng để xử lý đám cháy không thể dập tắt như thế nào?
Một vụ cháy lớn đã xảy ra bên trong một mỏ khí đốt ở Liên Xô và kéo dài tới 3 năm, mọi nỗ lực dập lửa thông thường đều thất bại cho tới khi quả bom hạt nhân được đưa tới.

Ở Nam Cực, có loài chim cánh cụt "đại tiện" ra đường phân dài tới 1,34 mét

tinybook tinybook 2 tháng 1 ngày
Ở Nam Cực, có loài chim cánh cụt "đại tiện" ra đường phân dài tới 1,34 mét
Nếu có dịp tới chơi Nam Cực mùa chim cánh cụt ấp trứng, bạn hãy dè chừng những đường dung dịch trắng nhờ bắn ra từ tổ chim nhé.

"Động vật có vú nào cũng mất khoảng 12 giây để đi vệ sinh" - nghiên cứu khoa học chứng minh điều thô nhưng thật

tinybook tinybook 2 tháng 1 ngày
"Động vật có vú nào cũng mất khoảng 12 giây để đi vệ sinh" - nghiên cứu khoa học chứng minh điều thô nhưng thật
Ăn vào thì phải thải ra thôi mà!

Dòng chảy bùn đen bạn đang nhìn thấy là thật 100% dù nhìn như quái vật từ phim kinh dị

tinybook tinybook 2 tháng 2 ngày
Dòng chảy bùn đen bạn đang nhìn thấy là thật 100% dù nhìn như quái vật từ phim kinh dị
Và chúng cũng nguy hiểm không kém gì những con quái vật trong phim ảnh.

Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu những "hố xanh" nằm dưới đáy đại dương, phát hiện ra được nhiều điều thú vị

tinybook tinybook 2 tháng 3 ngày
Các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu những "hố xanh" nằm dưới đáy đại dương, phát hiện ra được nhiều điều thú vị
Tháng tới và tháng Năm/2021, các nhà khoa học sẽ tiến hành thám hiểm một hố xanh nữa ngoài khơi Florida.

Một chú vẹt đả bại 21 sinh viên Harvard trong một trò chơi về trí nhớ

tinybook tinybook 2 tháng 3 ngày
Một chú vẹt đả bại 21 sinh viên Harvard trong một trò chơi về trí nhớ
Loài vẹt xám châu Phi (Psittacus erithacus) có nhiều khả năng như sống hơn 50 năm, ghi nhớ nhiều từ tiếng Anh, và nếu có cơ hội, có thể chiến thắng cả một nhóm sinh viên Harvard trong trò chơi về trí nhớ.

Câu chuyện đau lòng về Genie, đứa trẻ biến thành "người rừng" không bao giờ học được cách giao tiếp

tinybook tinybook 2 tháng 4 ngày
Câu chuyện đau lòng về Genie, đứa trẻ biến thành "người rừng" không bao giờ học được cách giao tiếp
Genie là một trong những đứa trẻ bất hạnh nhất trong lịch sử của Hoa Kỳ, cô bé bị lạm dụng nghiêm trọng tới mức giống với "người rừng" hơn là một đứa trẻ bình thường.

Những lầm tưởng về thực phẩm và nấu ăn mà ai cũng mắc không ít thì nhiều

tinybook tinybook 2 tháng 4 ngày
Những lầm tưởng về thực phẩm và nấu ăn mà ai cũng mắc không ít thì nhiều
Mặc dù nấu ăn là một trong những kỹ năng cơ bản cũng như cổ xưa nhất của con người, nhưng nó vẫn chứa đầy hàng tá huyền thoại và các quan niệm sai lầm.

Du thuyền siêu sang làm bằng carbon tổng hợp và kính chống đạn

tinybook tinybook 2 tháng 4 ngày
Du thuyền siêu sang làm bằng carbon tổng hợp và kính chống đạn
Siêu nhẹ, siêu bền và cực kỳ mạnh mẽ là những từ có thể dùng để miêu tả chiếc du thuyền sang trọng này.

Bill Gates không hiểu thuyết âm mưu "cài vi chip vào người thông qua vắc-xin Covid-19" từ đâu ra, tiếp tục bác bỏ cáo buộc vô lý trên truyền hình

tinybook tinybook 2 tháng 4 ngày
Bill Gates không hiểu thuyết âm mưu "cài vi chip vào người thông qua vắc-xin Covid-19" từ đâu ra, tiếp tục bác bỏ cáo buộc vô lý trên truyền hình
Tin đồn không căn cứ nhưng vẫn khiến nhiều lần Bill Gates và nhiều bên khác lên tiếng đính chính.

Đợt sóng nhiệt lớn tại Siberia khiến biển biển băng Bắc Cực tan với tốc độ đáng lo ngại

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Đợt sóng nhiệt lớn tại Siberia khiến biển biển băng Bắc Cực tan với tốc độ đáng lo ngại
Thời tiết Siberia lúc này chẳng khác gì khu vực cận xích đạo trong một ngày hè oi ả.

Canada phát hiện ra loài khủng long bay mới, có kích thước tương đương một chiếc máy bay nhỏ

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Canada phát hiện ra loài khủng long bay mới, có kích thước tương đương một chiếc máy bay nhỏ
Các nhà cổ sinh vật học Canada gần đây đã phát hiện và đã đặt tên cho một loài Pterizard mới với sải cánh dài tới 10 mét.

Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Machimosaurus rex: Loài cá sấu nước mặn to lớn nhất từng được con người phát hiện
Machimosaurus là một chi thuộc họ Teleosauridae sống vào thời kỳ Jura muộn. Hóa thạch của chúng được tìm thấy ở Morocco, Thụy Sĩ. Các hóa thạch khác được tìm thấy ở Anh, Pháp, Đức, và Bồ Đào Nha.

Nhóm bạn dùng trực thăng để tái hiện lại hình nền ấn tượng của macOS Big Sur

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Nhóm bạn dùng trực thăng để tái hiện lại hình nền ấn tượng của macOS Big Sur
Nếu không có chú thích đầy đủ, có lẽ bạn sẽ không thể biết được ảnh nào của Apple, ảnh nào được nhóm “nhại” lại.

Đón đầu xu hướng "công nghệ không dây" mới nhất

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Đón đầu xu hướng "công nghệ không dây" mới nhất
Cuộc sống chúng ta đang trở nên hiện đại hơn nhờ vào những tiến bộ của khoa học công nghệ. Bên cạnh đó, xu thế “không dây hóa” ngày càng phát triển và hoàn thiện giúp cuộc sống dần nên dễ dàng hơn, tiện lợi hơn và đang trở thành một xu thế tất yếu với mọi người.

Vô tình đào được cục đá kỳ lạ ngay sau vườn nhà, 31 năm sau mới biết đây là "báu vật" ngoài Trái Đất

tinybook tinybook 2 tháng 5 ngày
Vô tình đào được cục đá kỳ lạ ngay sau vườn nhà, 31 năm sau mới biết đây là "báu vật" ngoài Trái Đất
Sau khi thử bằng nam châm và phát hiện cục đá có chứa sắt, một người đàn ông đã bỏ xó nó trong vườn mà không biết rằng mình vừa đào được mảnh thiên thạch có kích thước lớn nhất nhất nước Đức.

NASA: tiểu hành tinh đường kính 200m và 4 thiên thể khác sẽ lần lượt ngang Trái Đất trong ngày những ngày cuối tháng Bảy này

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
NASA: tiểu hành tinh đường kính 200m và 4 thiên thể khác sẽ lần lượt ngang Trái Đất trong ngày những ngày cuối tháng Bảy này
Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA đã đưa ra cảnh báo về tiểu hành tinh 2020 ND sẽ tiến gần vào Trái Đất ngày 24/7.

Thợ sửa máy photocopy tiết lộ chiêu gián điệp 'độc nhất vô nhị' của CIA thời Chiến tranh Lạnh

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
Thợ sửa máy photocopy tiết lộ chiêu gián điệp độc nhất vô nhị của CIA thời Chiến tranh Lạnh
Một chiếc máy photocopy vô cùng đơn giản của hãng Xerox nằm bên trong Đại sứ quán Liên Xô ở Washington DC đã trở thành lỗ hổng bảo mật và được Cơ quan Tình báo Trung Ương Mỹ phát hiện và khai thác.

Gấu trắng Bắc Cực sắp biến mất vĩnh viễn khỏi Trái Đất

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
Gấu trắng Bắc Cực sắp biến mất vĩnh viễn khỏi Trái Đất
Gấu trắng Bắc Cực có thể đối diện với nguy cơ bị tuyệt chủng vào cuối thể kỷ 21, theo một nghiên cứu vừa đăng tải trên tạp chí uy tín Nature Climate Change.

Cùng lúc xuất hiện hai đột phá trong ngành pin Mặt Trời: vừa có vật liệu mới, vừa tạo ra điện năng từ "ánh sáng vô hình"

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
Cùng lúc xuất hiện hai đột phá trong ngành pin Mặt Trời: vừa có vật liệu mới, vừa tạo ra điện năng từ "ánh sáng vô hình"
Chúng ta vẫn chưa tối ưu hóa được công nghệ năng lượng Mặt Trời đâu, vẫn còn những khoảng trống lớn để khám phá!

Bí mật được hé lộ từ... cục phân 14.000 năm tuổi: Cuối cùng một trong những bí ẩn lớn nhất của loài người đã được giải đáp

tinybook tinybook 2 tháng 6 ngày
Bí mật được hé lộ từ... cục phân 14.000 năm tuổi: Cuối cùng một trong những bí ẩn lớn nhất của loài người đã được giải đáp
Một câu hỏi gây tranh cãi lớn cho giới khoa học suốt nhiều thập kỷ qua đã được giải đáp, tất cả là nhờ... cục phân này.

Các nhà khoa học phát hiện Châu Phi đang tách ra làm đôi, sắp sửa hình thành một đại dương mới?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Các nhà khoa học phát hiện Châu Phi đang tách ra làm đôi, sắp sửa hình thành một đại dương mới?
Nghiên cứu mới nhất từ các nhà khoa học cho thấy, những hoạt động địa chất phức tạp của ba mảng kiến tạo xung quanh châu Phi, vốn đang di chuyển dần xa nhau ra, sẽ phân tách châu lục này thành hai phần và tạo ra một đại dương mới trong hàng triệu năm nữa.

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"
Quầng hào quang của hố đen này đã lịm tắt trước khi bừng sáng rực rỡ trở lại chỉ trong vỏn vẹn 40 ngày, 1 điều mà giới khoa học chưa từng quan sát được trước đây.

Phát hiện ra xác ướp khủng long có dấu chân hình móng ngựa tại Hoa Kỳ

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Phát hiện ra xác ướp khủng long có dấu chân hình móng ngựa tại Hoa Kỳ
Edmontosaurus là một loài khủng long ăn có khá quen thuộc, nhưng với việc phát hiện ra xác ướp của loài này, giới cổ sinh vật học đã biết thêm được thông tin chúng có chân giống với hình móng ngựa.

Vách đá kỳ quái cứ 30 năm lại "đẻ trứng" một lần, các nhà khoa học đau đầu đi tìm lời giải đáp

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Vách đá kỳ quái cứ 30 năm lại "đẻ trứng" một lần, các nhà khoa học đau đầu đi tìm lời giải đáp
Nếu bạn chưa bao giờ nghe nói về một vách đá đẻ trứng thì có lẽ bạn không biết về Chan Da Ya, một vách đá bí ẩn ở Trung Quốc cứ 30 năm lại cho ra đời những "quả trứng đá" tròn xoe vô cùng kỳ lạ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat