شهر سخت افزار/ به تازگی پژوهشگران موفق شده‌اند یکی از کوچک‌ترین رابط‌های مغز و کامپیوتر را بسازند، رابطی به عرض یک میلی‌متر که بدون نیاز به جراحی روی پوست سرتان قرار می‌گیرد و سیگنال‌های مغزی را حتی در عین حرکت، با دقت بالا دریافت می‌کند. جزئیات بیشتر در خصوص این رابط را در ادامه بخوانید.

طراحی مینیاتوری با دقت بالا؛ سنسوری کوچکتر از یک سکه، پایدار حتی در حال حرکت
به گزارش singularityhub، رابط مغز ساخته شده تنها حدود 1 میلی متر عرض دارد و به قدری کوچک است که می‌تواند بین فولیکول‌های مو قرار بگیرد بدون اینکه مزاحمتی برای کاربر ایجاد کرده باشد. در رابط‌های سنتی مغز و کامپیوتر مانند EEG، الکترودها باید به صورت محکم روی پوست سر چسبانده شوند تا بتوانند سیگنال‌های مغزی را دریافت کنند. اما این روش مشکلات زیادی دارد: حرکت کردن باعث قطع سیگنال می‌شود، تعریق پوست کیفیت سیگنال را پایین می‌آورد و استفاده طولانی مدت از آن هم بسیار آزاردهنده است.

اما این دستگاه جدید تنها یک میلی متر است، نه دیده می‌شود، نه مزاحم حرکت کردنتان می‌شود و نه نیازی به چسب یا هدبند خاصی دارد. این رابط از پنج میکرونیدل (سوزن بسیار ریز) استفاده می‌کند که بدون هیچ دردی وارد پوست سر کاربر می‌شوند.

با همه این‌ها، این دستگاه حتی با حرکت کاربر هم مشکلی ندارد، استفاده از سیم مارپیچ مسی باعث شده است که حتی اگر کاربر حرکت کند یا سیم اصلی کشیده شود، خود سنسور سرجایش باقی بماند و سیگنال قطع نشود.


سیگنال دقیق از مغز بدون جراحی
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های رابط‌های مغزی غیر تهاجمی این است که سیگنال‌های مغز باید از لایه‌ای از سلول‌های مرده پوست سر عبور کنند. این لایه مانند یک عایق طبیعی عمل می‌کند و جلوی دریافت دقیق سیگنال‌های الکتریکی مغز را می‌گیرد.

اما در فناوری جدید، پژوهشگران از میکرونیدل‌هایی استفاده کرده‌اند که به اندازه یک تار مو نازک هستند و بدون ایجاد درد یا حتی خون‌ریزی، از لایه مرده پوست عبور می‌کنند. این کار باعث می‌شود که سنسور به جای دریافت سیگنال از سطح پوست، مستقیما از بافت زنده یا اپیدرم داده‌ها را دریافت کند و این یعنی سیگنال‌ها وضوح بیشتری دارند و نویزشان کم‌تر است.

از طرف دیگر برای بهتر کردن کیفیت دریافت سیگنال‌ها، محققان سطح میکرونیدل‌ها را با یک پلیمر رسانا به نام PEDOT پوشانده‌اند که کارایی الکتریکی سنسور را بالا می‌برد.

کنترل تماس تصویری با نگاه، رابط مغزی جدید چگونه کار می‌کند؟
برای نمایش قابلیت‌های عملی این رابط مغزی بسیار کوچک، پژوهشگران از آن برای کنترل یک تماس تصویری در یک عینک واقعیت افزوده استفاده کردند. این سیستم به کمک تکنیکی به نام SSVEP کار می‌کند که یک روش علمی است که به کمک واکنش مغز به نورهای چشمک زن با فرکانس خاص کار می‌کند.


به زبان ساده‌تر در این روش، کنار هر دکمه در رابط کاربری مانند پاسخ دادن، رد کردن یا قطع تماس، نورهای چشمک زن با فرکانس‌های متفاوت قرار داده شده است. زمانی که کاربر به یکی از این سه نور نگاه می‌کند، مغز او سیگنالی تولید می‌کند که با فرکانس خاص این نورها همخوانی دارد. دستگاه هم می‌تواند این سیگنال مغزی را به طور کامل تشخیص بدهد و متوجه شود که کاربر به کدام دکمه نگاه کرده است تا بر اساس آن عمل مورد نظر را انجام دهد.

این سیستم بدون نیاز به گفتار، لمس یا حرکت فیزیکی و فقط با نگاه کردن عمل می‌کند و در آزمایش‌ها این رابط مغزی توانسته با دقتی معادل 96.4 درصد عملکرد کاربر را شناسایی کند، حتی زمانی که کاربر ایستاده، در حال راه رفتن یا دویدن بود. این سطح از پایداری و دقت تا به حال در رابط‌های مغزی غیر تهاجمی بی‌سابقه بوده است.

قابلیت تولید در مقیاس بالا؛ آینده‌ای نزدیک برای اتصال دائمی مغز به دستگاه‌ها
یکی از نکات مهم در مورد این رابط مغزی این است که ابلیت تولید انبوه در صنعت را دارد، یعنی برخلاف بسیاری از رابط‌های تحقیقاتی که تنها در آزمایشگاه تولید می‌شوند، این دستگاه با فناوری‌هایی مانند ریزقالب گیری رزین و استفاده از مواد پلیمری رسانا ساخته شده که هم مقرون به صرفه است و هم با خط تولیدهای فعلی قابل اجرا است.

همچنین طراحان دستگاه موفق شده‌اند نحوه اتصال و محافظت از سیم‌ها و ماژول انتقال داده را طوری طراحی کنند که در شرایط استفاده روزمره هم پایداری لازم را داشته باشد. ماژول سیگنال‌های مغزی را رمزگشایی می‌کند و داده‌های آن را به دستگاه‌های خارجی مانند موبایل یا عینک واقعیت افزوده منتقل می‌کند.

پژوهشگران می‌گویند اگر این روند توسعه، ادامه دار باشد، در آینده نزدیک می‌توان به رابط‌های مغزی دست پیدا کرد که همیشه روشن هستند و به صورت مداوم بدون دخالت دست یا صدا، ذهن ما را به ابزارهای دیجیتال متصل می‌کنند.