ब्रेन-मशीन इंटरफेस: वे क्या हैं और वे कैसे काम करते हैं?

कल्पना कीजिए कि क्या आप अकेले अपने दिमाग का उपयोग करके रोबोट को नियंत्रित कर सकते हैं या वीडियो गेम खेल सकते हैं। यह विज्ञान-फाई की तरह लगता है, लेकिन यह वही है जो मस्तिष्क-मशीन इंटरफेस (बीएमआई) के लिए पहले से ही उपयोग किया जा रहा है। मनोरंजन से लेकर दवा तक के अनुप्रयोगों के साथ, बीएमआई प्रौद्योगिकी की दुनिया को बदलने के लिए तैयार हैं जैसा कि हम जानते हैं। लेकिन वे वास्तव में क्या हैं? और वे कैसे काम करते हैं?

यह लेख मस्तिष्क-मशीन इंटरफेस के बारे में सब कुछ कवर करेगा, जिसमें वर्तमान उदाहरण, वे कैसे काम करते हैं, और भविष्य में बीएमआई का क्या उपयोग किया जा सकता है।

ब्रेन-मशीन इंटरफेस क्या है?

ब्रेन-मशीन इंटरफेस (बीएमआई), जिसे ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस के रूप में भी जाना जाता है, ऐसे उपकरण हैं जो आपके मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण को पाटते हैं। वे मानव मस्तिष्क की गतिविधि को पढ़ सकते हैं और उस जानकारी को सीधे कंप्यूटर सिस्टम तक पहुंचा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक बीएमआई एक मरीज को रोबोटिक कृत्रिम अंग को नियंत्रित करने में मदद कर सकता है। या, यह उपयोगकर्ता को केवल अपने विचारों का उपयोग करके वर्ड प्रोसेसर में टाइप करने में सक्षम बना सकता है।

बीएमआई या तो आक्रामक या गैर-आक्रामक हो सकता है। एक आक्रामक बीएमआई को सर्जरी की आवश्यकता होती है और आमतौर पर मस्तिष्क के संकेतों को अधिक सटीक रूप से संप्रेषित करने के लिए इलेक्ट्रोड को सीधे खोपड़ी के नीचे रखना शामिल होता है। दूसरी ओर, गैर-आक्रामक बीएमआई बिना सर्जरी के सिर के ऊपर रखे जाते हैं और आपके मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को पढ़ते हैं। नकारात्मक पक्ष यह है कि इस गतिविधि का अधिकांश भाग खोपड़ी से भीग जाता है, इसलिए गैर-आक्रामक बीएमआई अक्सर कम शक्तिशाली होते हैं।

ब्रेन-मशीन इंटरफेस कैसे काम करते हैं?

जब हम सोचते हैं, हमारा दिमाग मस्तिष्क की कोशिकाओं (न्यूरॉन्स के रूप में जाना जाता है) के माध्यम से भेजे गए विद्युत संकेतों का उत्पादन करता है। इन विद्युत संकेतों को चिकित्सा उपकरणों द्वारा उठाया और व्याख्या किया जा सकता है, और वास्तव में, यह दशकों से मस्तिष्क की स्थिति का निदान करने के लिए किया गया है।

ऐसा करने के दो तरीकों को इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ईईजी) और इलेक्ट्रोमोग्राफी (ईएमजी) कहा जाता है। ईईजी मस्तिष्क से विद्युत संकेतों की व्याख्या करता है, जबकि ईएमजी मांसपेशियों से इन संकेतों की व्याख्या करता है।

मस्तिष्क की स्थितियों का निदान करने के लिए, ईईजी और ईएमजी रीडआउट की तुलना "सामान्य" मस्तिष्क गतिविधि से की जाती है, जिसमें रोग की स्थिति मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि में विशेष पैटर्न उत्पन्न करती है। अब, हालांकि, हम और भी आगे जाने में सक्षम हैं।

हाल की प्रगति का मतलब है कि हम मस्तिष्क की गतिविधि से अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं, जिसमें भावनात्मक स्थिति, आप कौन से आंदोलन या कार्य करने वाले हैं, और यहां तक ​​​​कि विशेष विचार भी शामिल हैं।

मशीन लर्निंग एल्गोरिदम यह निर्धारित कर सकते हैं कि ये विशेष राज्य कैसे "दिखते हैं" (उनकी विद्युत गतिविधि के संदर्भ में)। इन एल्गोरिदम को नियंत्रित प्रयोगों से ईईजी और ईएमजी डेटा की अदला-बदली दी जाती है, और मस्तिष्क गतिविधि में पैटर्न की खोज की जाती है। मस्तिष्क की गतिविधि की वास्तविक समय में निगरानी और विश्लेषण किया जाता है ताकि विशिष्ट मानसिक अवस्थाओं या क्रियाओं को निर्धारित किया जा सके (जैसे कि "बाईं ओर जाना")।

बीएमआई के वर्तमान उदाहरण

बीएमआई के कई मौजूदा उदाहरण हैं, जिनमें से कई मोटे तौर पर एक दूसरे से भिन्न हैं। चूंकि बीएमआई के साथ जो संभव है, उसके लिए इतनी बड़ी संभावनाएं हैं, कई को पूरी तरह से अलग-अलग क्षेत्रों में एक साथ डिजाइन किया जा रहा है। कुछ बीएमआई मुख्य रूप से चिकित्सा उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं, विकलांग लोगों को फिर से चलने में सक्षम बनाने के लिए, या हाथों के उपयोग के बिना उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए। अन्य गेमिंग और अवकाश गतिविधियों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

कर्णावर्त तंत्रिका का प्रत्यारोपण

जब बीएमआई का उल्लेख किया जाता है तो कर्णावत प्रत्यारोपण वे नहीं होते हैं जिन पर बहुत से लोग विचार करेंगे, लेकिन वे वास्तव में पहली तकनीकों में से एक हैं जो उपयोगकर्ता के मस्तिष्क को मशीन से जोड़ते हैं। वे उन लोगों को ध्वनि की भावना प्रदान करके काम करते हैं जो बहरे या निकट-बधिर हैं। इम्प्लांट शल्य चिकित्सा द्वारा उपयोगकर्ता की त्वचा के नीचे रखा जाता है, आसपास की ध्वनि को लेने के लिए एक माइक्रोफ़ोन का उपयोग करता है, फिर उपयोगकर्ता के मस्तिष्क में विद्युत आवेगों के माध्यम से ध्वनि को बढ़ाता है और प्रसारित करता है।

सरस्वती

सरस्वती एक "सेंसिंग हेडबैंड" है जो पहनने वाले में भावनात्मक स्थिति का पता लगा सकता है। स्टार्टअप कंपनी के पास कर्मचारी कल्याण पर ध्यान केंद्रित करने वाले कार्यक्रम हैं। कर्मचारी हेडबैंड पहनता है और हेडबैंड से फीडबैक के आधार पर अपने तनाव के स्तर और उत्पादकता का प्रबंधन कर सकता है।

ड्रोन नियंत्रण

2015 में सभी तरह से, फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक बीएमआई हेडबैंड विकसित किया जो उपयोगकर्ता को अकेले अपने दिमाग का उपयोग करके सीधे ड्रोन को नियंत्रित करने दे सकता था।

न्यूरेबल

2017 में, न्यूरेबल एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट गेम जारी किया जो बीएमआई-नियंत्रित एस्केप रूम था। खिलाड़ियों ने वीआर हेडसेट लगाया और अपने विचारों का उपयोग करके कमरे से भाग निकले। ऐसे उत्पादों को विकसित करने की न्यूरेबल योजनाएं जो आपको अपने स्मार्टफोन को नियंत्रित करने में सक्षम बनाती हैं (उदाहरण के लिए, गाने छोड़ना या रोकना) आपके दिमाग से।

एलोन मस्क की मशहूर कंपनी न्यूरालिंक एक आक्रामक बीएमआई का एक उदाहरण है। शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित "धागे" का उपयोग करते हुए, न्यूरालिंक का उद्देश्य अल्ट्रा-हाई बैंडविड्थ माध्यमों के माध्यम से मस्तिष्क को कंप्यूटर से जोड़ना है। न्यूरालिंक का अंतिम लक्ष्य मनुष्यों को पारंपरिक कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रणालियों से आगे निकलने में मदद करना है। एक बंदर रोगी में न्यूरालिंक का परीक्षण (प्रसिद्ध) पहले ही किया जा चुका है, और बंदर करने में सक्षम था सोच समझकर पोंग खेलें.

वर्तमान में इन-डेवलपमेंट बीएमआई के अन्य उदाहरणों में कर्नेल, नेक्स्टमाइंड, न्यूरोसिटी और नेक्टोम शामिल हैं।

भविष्य में बीएमआई का क्या उपयोग किया जाएगा?

बीएमआई का एक आवेदन उपयोगकर्ता को उनकी मानसिक स्थिति के बारे में प्रतिक्रिया प्रदान करना है। उदाहरण के लिए, एक बीएमआई उच्च स्तर के उनींदापन या असावधानी का पता लगा सकता है और उच्च जोखिम वाले वातावरण में चेतावनी प्रदान कर सकता है, जैसे ड्राइविंग या खतरनाक मशीनरी का उपयोग करना। बीएमआई का उपयोग भावनाओं को नियंत्रित करने या यहां तक ​​कि दर्द को कम करने के लिए भी किया जा सकता है, जिसके सेना के लिए कई संभावित उपयोग हैं।

बीएमआई भी है चिकित्सा में दर्जनों संभावित अनुप्रयोग. उदाहरण के लिए, उन्हें उन्नत प्रोस्थेटिक्स को नियंत्रित करने या अल्जाइमर या पार्किंसंस रोग जैसी न्यूरोलॉजिकल स्थितियों का इलाज करने के लिए एंप्टीज़ के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

उपभोक्ता क्षेत्र में, बीएमआई का उपयोग असंख्य चीजों के लिए किया जा सकता है। उपयोगकर्ता अपने स्मार्ट घरों को अपने दिमाग से नियंत्रित कर सकते हैं, रोशनी चालू और बंद कर सकते हैं, चैनल स्विच कर सकते हैं, या यहां तक ​​​​कि उनके मूड के आधार पर प्लेलिस्ट स्वचालित रूप से उत्पन्न हो सकते हैं। निस्संदेह, आभासी वास्तविकता और अन्य खेलों में बीएमआई के लिए एक बड़ी जगह होगी जहां नियंत्रकों का उपयोग पूर्ण विसर्जन के लिए अंतिम बाधाओं में से एक है।

बीएमआई: माइंड कंट्रोल

ब्रेन-मशीन इंटरफेस निस्संदेह भविष्य में होगा, कमोबेश ठीक उसी तरह जैसे उन्हें Sci-Fi फिल्मों में दर्शाया गया है। वास्तव में, कई पहले से ही व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं जिनमें क्षमताएं हैं जो मानव मस्तिष्क का विस्तार कर सकती हैं। एक दिन, आपको बटन दबाने या कमांड टाइप करने की आवश्यकता नहीं होगी। आप अपने घर में चल सकते हैं, लाइट चालू और बंद कर सकते हैं, और अपने हाथों का उपयोग किए बिना आभासी वास्तविकता में गेम खेल सकते हैं।

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