Będziemy pisać za pomocą mózgu i słuchać przez skórę. Tak mówi Facebook.

Facebook obiecuje, że już za dwa lata zaczniemy pisać za pomocą myśli, a już teraz możemy słyszeć przez skórę. To nie fantastyka, a konkretne plany realizowane w tajemniczym Budynku 8, które zaprezentowano podczas corocznej konferencji deweloperów Facebook F8.

Regina Dugna, szefowa Budynku 8 znajdującego się na kampusie społecznościowego giganta, opowiedziała o planach stworzenia interfejsu pozwalającego pisać za pomocą myśli i słuchać poprzez skórę.

Building 8 to zespół naukowców, którzy pracują nad sprzętowymi rozwiązaniami, które połączą świat. I nie chodzi tu tylko o dostęp do internetu, a o zamazanie granicy pomiędzy tym co realne a wirtualne. Pomysły zespołu są tak nowatorskie, że najprościej będzie, jak streścimy to co opowiedziała podczas konferencji dr Dugna, była dyrektor słynnej amerykańskiej rządowej agencji DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

Regina Dugna szefowa Buliding 8, zajmującego się technologiami jutra. (zdjęcie: materiały prasowe Facebook)

Co by było, gdybyśmy mogli pisać za pomocą myśli…

Ludzki mózg ma około 86 miliardów neuronów, każdy aktywowany jest 1000 razy na sekundę. Wiadomo też, że nie pracują one wszystkie jednocześnie. Jeśli przyjmiemy, że w danej chwili aktywne jest 100 razy mniej neuronów to okaże się, że mózg wytwarza 1 terabit danych na sekundę. To mniej więcej tak, jakby przesłać w ciągu sekundy 40 filmów w jakości HD! Nawet jeśli będziemy zaspani, a nasze myśli będą na jałowym biegu i zwolnią jeszcze o kolejne 10 razy, to i tak każda sekunda odpowiadać będzie 4 filmom HD.

Zdaniem Dugny problem polega na tym, że najlepszym sposobem na przekazanie wiedzy o świecie jest mowa. Niestety tą drogą człowiek przekazuje informacje z prędkością jaką dysponowały modemy w latach 80. XX wieku (60-80 bps). To wielka dysproporcja, dlatego facebookowy zespól Building 8 pracuje nad systemem, który pozwoli pisać 5 razy szybciej za pomocą myśli, pomijając przy tym nasz aparat mowy czy nasze stukające w klawiaturę palce. Prawda jest taka, że już nawet wykorzystanie myśli do wykonania prostego kliknięcia tak/nie sprawiłoby, że bardziej naturalnie obieralibyśmy wirtualną czy rozszerzoną rzeczywistość.

Kiedy chcemy podzielić się naszymi myślami ubieramy je w słowa. Wysyłamy je do części mózgu odpowiedzialnej za mowę. Facebook chce by jego system mógł je przechwycić i bezgłośnie oraz niedostrzegalnie dla innych osób, przenieść wiadomość np. do telefonu. W ten sposób można będzie wysłać wiadomość czy krótkiego maila bez wyjmowania telefonu w czasie trwania ważnego spotkania.

Neurochirurgia potwierdziła już, że technicznie jest to możliwe dzięki wszczepieniu implantów do mózgu. Przykładem mogą być eksperymenty badawcze zespołu dr Krishny Shenoy’a ze Standford Univeristy, które pokazywaliśmy w Crazy Nauce opisując pomysły Elona Muska.

Pacjentka po udarze mózgu z wszczepionym implantem pisze z użyciem myśli. (zdjęcie: FDC 2017)

Jednak Facebook stawia na rozwiązania, które da się produkować na dużą skalę, a te nie mogą wymagać ingerencji chirurgicznej. Zamiast metod inwazyjnych, naukowcy z Building 8 chcą wykorzystać obrazowanie optyczne. Według Dugny to jedyne rozwiązanie, które będzie w stanie poradzić sobie z szybkością i ilością danych napływających z mózgu. Tak dużą ilość informacji trzeba próbkować setki razy na sekundę, a sensory umieścić z dokładnością co do milimetra. To wyzwanie na najbliższe lata, bo dziś systemy optyczne mierzą jedynie nasze tętno i utlenowanie krwi. Jest to co prawda swego rodzaju zapis aktywności mózgu, ale nie da się z niego wyłowić „mowy”.
Rozwiązaniem ma być bezpośrednie rejestrowanie właściwości neuronów, takich jak chwilowe zmiany w zawartości potasu i sodu.

Różne obszary mózgu pobudzane w zależności od wypowiadanych głosek. (zdjęcie: FDC 2017)

Samo „pisanie myślą” będzie tylko początkiem. Przecież za każdym napisanym słowem kryje się konkretny desygnat. Dla mózgu kubek to nie obraz i brzmienie słowa „kubek”, ale obiekt trzymany za ucho, w którym mieści się płyn przeznaczony do wypicia. Oznacza to, że w przyszłości będziemy mogli myśleć po polsku, ale słowa wypowiadać poprzez cyfrowy interfejs już w dowolnym innym języku – desygnat zostanie połączony ze słowem już poza nami. Na razie jednak była szefowa DARP-a, zapowiedziała, że w ciągu najbliższych dwóch lat Facebook zademonstruje system, który pozwoli na wpisywania 100 słów na minutę przez dekodowanie aktywności neuronowej powiązanej z ośrodkiem mowy.

Słyszeć przez skórę

Skoro możemy pisać myślą, to nic nie stoi na przeszkodzie, żeby słuchać skórą. Brzmi to jak jakieś brednie, ale Regina Dugny jest bardzo poważna. Mówi, że mamy 2 metry kwadratowe skóry na ciele, która pełna jest receptorów połączonych skomplikowaną siecią nerwów bezpośrednio z naszym mózgiem.

W XIX wieku Braille nauczył nas, że możemy interpretować małe wypukłe punkty jako litery. Od tego czasu pojawiły się liczne techniki, które wykazują zdolność naszego mózgu do odtworzenia języka z tworzących go komponentów. Metoda Tadoma, rozwinięta na początku XX wieku, pozwoliła zdobyć już w 1904 roku pierwszej głuchoniewidomiej osobie  tytuł Bachelor of Arts. Metoda nie należy do najłatwiejszych w opanowaniu. Polega na wyczuwaniu wibracji, ruchów warg, policzka oraz szyi mówiącego, odpowiednio przyłożonymi do nich palcami dłoni.

W podobny sposób działa też ślimak w uchu: tak jak mikrofon zabiera głos i rozbija go na składowe częstotliwości, które są przenoszone do mózgu (w domenie cyfrowej odpowiada za to m.in. transformata Fouriera). Naukowcy pracujący dla Facebooka przekonują, że już teraz możemy wykonać pracę ślimaka poza naszym organizmem, a otrzymane informacje o częstotliwościach przekazać  przez skórę do naszego mózgu.

Badacze potwierdzili tezę, że można „słyszeć bez używania głosu”, przeprowadzając eksperyment. W noszonym na przedramieniu elastycznym rękawie, umieszczony został system mikrosiłowników dostrojonych do 16 zakresów częstotliwości. Każde z 9 rzeczywistych słów (opisujących kolory, kształty, czynności) przetworzone zostało na jego akustyczny kształt, który można było poczuć na ramieniu. Kolor czarny zobrazowany został jako ruch od strefy niskich do wysokich częstotliwości.  Dla odmiany  niebieski “stał” bardziej w miejscu.

Inżynier, która wzięła udział w eksperymencie, w ciągu godziny opanowała cały „dotykowy” słownik i była w stanie zrozumieć co do niej się mówi poprzez skórę. Najciekawsze jest to, że nie było to tylko zrozumienie pojedynczego słowa, takiego jak  np. niebieski czy kula, ale też błyskawiczne rozumienie całego zdania  „rzuć czarnym stożkiem”.

Wszystko jest lepsze niż cisza

Wygląda na to, że czeka nas ciekawa przyszłość. Pomysłami, które jeszcze 6 miesięcy temu były ideami, dziś zajmuje się ponad 60 naukowców, inżynierów, informatyków z UC San Francisco, UC Berkeley, Johns Hopkins Medicine, Johns Hopkins University’s Applied Physics Laboratory, Washington University oraz School of Medicine in St. Louis.

Szefowa Building 8 mówi, że pierwsze efekty powinniśmy zobaczymy już za dwa lata. Brzmi to bardzo optymistycznie, bo sparaliżowana pacjentka, której wszczepiła implant grupa Shenoy’a, potrafiła napisać jedynie 8 słów na minutę. Z drugiej strony trudno się nie zgodzić z Dugny, że w porównaniu z ciszą ten wynik jest niczym prędkość światła.

Pisanie za pomocą mózgu i słuchanie poprzez skórę w niedalekiej przyszłości może oznaczać, jak chcą wizjonerzy z Facebooka, że będziemy myśleć po polsku… a czuć np. po chińsku. Jeden z celów tych badań jest tak samo przerażający, jak i szczytny: 780 milionów analfabetów na całym świecie, dzięki tym innowacjom może, jak za pstryknięciem czarodziejskiej różdżki stać się poliglotami. Każdy przecież z nas potrafi myśleć i czuć.

Źródło, zdjęcia, screenshoty: Facebook Developer Conference 2017
Filmy: Mark Zuckerberg, Ted Moallem, Chris Burns