Neuralink, OpenWater, DARPA N3, avagy milyen messze van a minden érzékre kiterjedő (MATRIX…

Neuralink, OpenWater, DARPA N3, avagy milyen messze van a minden érzékre kiterjedő (MATRIX stílusú) virtuális valóság?!

Napjainkban a virtuális- (VR) és kiterjesztett-valóság (AR) az egyik legforróbb téma. Nem véletlen, hogy az eddigi egyik legértékesebb startup a MagicLeap, aminek célja egy a nap 24 órájában hordható, szemüveg méretű AR headset kifejlesztése ami a jövőben talán leváltja majd a mobiltelefonokat.

A MagicLeap mellett a nagy tech cégek is hatalmas potenciált látnak a virtuális valóságban és fejlesztik saját eszközeiket. Elég csak a Facebook által megvásárolt Oculusra gondolni, vagy a Microsoft HoloLens-re.

Miközben épp hogy csak megkezdődött a VR forradalom, a titkos és kevésbé titkos laboratóriumokban már javában folyik egy ennél is érdekesebb technológia, az agy-gép interfészek fejelsztése. Bár nagyon fiatal területről van szó, sejthető, hogy a VR technológiát idővel az agy-gép interfészek fogják leváltani. A jelenlegi technológiának megvannak a maga korlátai, hiszen csak két érzékszervre: a látásra és a hallásra terjed ki. Míg tehát az audiovizuális ingerek keltésére viszonylag jó eszközeink vannak, addig az íz, szag és tapintás ingerek szimulálása meglehetősen nehézkes. A probléma megoldásához, vagyis a minden érzékre kiterjedő (MATRIX stílusú) virtuális valósághoz egy olyan területre kell bemerészkednie a technológiának, ami eddig tabu volt, ez pedig az emberi agy.

A napokban elég nagy médiaviszhangja volt annak az előadásnak, ahol Elon Musk bemutatta legújabb startupja, a Neuralink fejelsztését. A Neuralink célja Elon elmondása szerint az agy-gép integráció megvalósítása, tehát pontosan az, amiről az előzőekben beszéltünk. Akit érdekel a teljes előadás, itt megtekintheti:

A technológia lényege, hogy a hajszálnál jóval vékonyabb, pár mikron vastagságú elektródákat ültetnek az agyba, amikkel közvetlenül olvasható (és írható!) a neurális aktivitás. A jeleket egy speciális chip dolgozza fel helyben és továbbítja egy egységnek, ami bluetooth-on kapcsolódhat bármilyen eszközhöz. Gyakorlatilag egy bluetooth interfészt fejelsztenek közvetlenül az agyunkhoz. Egy ilyen eszköz fejelsztése persze nem kis technológiai kihívás. Az agy rendkívül bonyolult és nagyon érzékeny szerv, így nem olyan triviális feladat bedrótozni. A feladat elvégzéséhez a Neuralink egy különleges sebész robotot fejlesztett, ami apró lukakat fúr a koponyába, majd nagyon pontosan behelyezi a hajszálnál sokkal vékonyabb szálakat. Ezt a műveletet manuálisan képtelenség lenne elvégezni, egy ilyen robot viszont minimális roncsolás mellett (pár kis lyuk a koponyán) képes erre.

Az előadók elmondása szerint a beavatkozás pár óra alatt elvégezhető, nincs szükség altatásra és nem kell befeküdni hozzá a kórházba. Az ember csak besétál, mint ha egy tetováló szalonba menne, belövet magának pár elektródát és már mehet is haza. Az előadásban szó esik róla, hogy a technológia segítségével lebénult emberek kaphatják vissza a mozgás képességét, vagy vak emberek nyerhetik vissza a látásukat, a végső cél azonban az ember-gép integráció.

Persze nem Elon Musk az egyetlen, akit foglalkoztat az agy-gép interfészek fejelsztése és nem a Neuralinké az egyetlen technológia, amivel ez megvalósítható. Pár hónapja írtam egy cikket az OpenWater-ről, akik az infra közeli vörös fény felhasználásával egy minden eddiginél jobb és olcsóbb MRI-t kiváltó eszközt fejelsztenek, amivel elméletileg non-invazív módon olvasható (és talán írható) a neuronok állapota.

Ez azt jelenti, hogy az eszköz használatához nem kell lyukakat fúrni a koponyába és nem szükséges semmilyen orvosi beavakozás, egyszerűen egy speciális sapkát kell viselnünk, ami a koponyán és az agyszöveten áthaladni képes vörös fény használatával képes belelátni az agyunkba, és alméletileg akár stimulálni annak neuronjait is.

A Neuralink és az OpenWater mellett nemrégiben a DARPA (nekik köszönhetjük pl. az Internetet) is komoly pénzt fektetett az agy-gép interfészek létrehozásába. Az N3 projekt keretében sok millió dollárt kaphatnak egyetemek ilyen fejelsztésekre. A 18 millió dollárt elnyerő MOANA projekt például géntechnológiával módosítaná úgy a neuronokat, hogy azok aktiválódásuk esetén másképp nyeljék el a fényt, illetve olyan fehérjékkel látnák el azokat, hogy mágneses térrel aktválhatóak legyenek.

A gének bejuttatását speciális vírusok végeznék el. Az ilyen vírusok normál esetben nem képesek a véráramból az agyba átkerülni a un. vér-agy gát miatt, ezt a gátat azonban ultrahang segítségével kis időre meg lehet nyitni. Ezzel a technológiával (az ultrahang fókuszálásával) egyben pontosan célozható az is, hogy mely agyterületekre jusson be a vírus és melyekre ne. Bár az agy vírusokkal történő módosítgatása elég meredeken hangzik, mégis ez a megoldás kevésbé invazív mint a Neuralink féle szálak. Egy ilyen beavatkozáshoz elég egy vírusinjekció, majd pár órát eltölteni egy ultrahang gépben, ami specifikusan megnyitja a vér-agy gátat az agyban. A teljesen fájdalommentes művelet után egy új, kissé módosított aggyal léphetünk ki a gépből, aminek állapotát kiolvashatjuk az OpenWater-től már ismert infra közeli fényt használó technológiával, megfelelő mágneses tér segítségével pedig aktiválhatjuk az egyes neuronokat. A kutatócsoport nem kisebb célt tűzött ki maga elé, mint hogy egy ember agyából képeket továbbítsanak egy másik ember agyába. Itt azért már nem nehéz továbbgondolni, hogy miképp válhat a technológia a minden érzékre kiterjedő virtuális valóság alpjává.

Bár még nem látszik tisztán, hogy vajon a jövőben melyik technológia fogja elhozni számunkra a MATRIX stílusú virtuális valóságot, de az egyértelműen látszik, hogy a kutatás elindult és a jövőben hatalmas fejlődés várható az agy-gép interfészek területén. Persze az agy-gép interfészek csak a probléma egyik része. Attól még, hogy tudjuk írni és olvasni az agy bizonyos területeit, nem feltétlenül leszünk képesek bármilyen érzetet előállítani, ehhez ugyanis ismerni kellene az agy működését, ami viszont rendkívül komplex. Bár a problémafelvetés jogos, ha a célunk a minden érzékszervre kiterjedő virtuális valóság létrehozása, akkor bizonyos szempontból egyszerűbb dolgunk van. Gondoljunk csak bele, a testünk nyak alatti részének minden idege egy pár négyzetcentiméternyi területen, a gernicvelőben fut fel az agyunkig. A sok milliárd idegsejt helyett tehát elég csak erre a pár négyzetcentiméterre koncentrálni, és ez által kontrollálhatjuk a test nyaktól lefelé eső részét. Hasonlóan kis felületen futnak be az agyba a szemből, a fülből vagy épp a nyelvünkből az idegek, ráadásul mind valahol az agy felületével érintkezik. Elég tehát erre a pár négyzetcentiméterre koncentrálnunk, ami az agy neuronjainak jóval kevesebb mint 1%-a. Elég ennek az agy egészéhez képest elhanyagolható számú neuronnak a működését megértenünk és stimulálnunk a tökéletes virtuális valóság létrehozásához. Persze ennek a pár millió neuronnak a működése is rendkívűl bonyolult lehet. Itt jön a képbe a mesterséges intelligencia és a mélytanulás. Ezeknek a technológiáknak a lényege, hogy megfelelő számú minta esetén képesek megtanulni, hogy adott bemenetre adott kimenettel válaszoljanak. Így például ha valakinek képeket mutatunk és figyeljük a neurális aktivitást az agyában, idővel megtanítható a rendszer, hogy egy adott pixelekből álló képet hogyan fordítson neurális aktivitássá. A két trükk tehát az, hogy egyfelől nem kell megértenünk az agy egészét, csak egy elenyésző részének működését, másfelől nem nekünk kell megértenünk az agy működését, elég ha az agyunkhoz kapcsolódó mesterséges intelligencia interfész érti azt.

Hogy mennyit kell még várni a MATRIX típusú virtuális valóságra, azt nehéz megmondani. Talán 10–15 év, talán több, de akárhogy is legyen, a megjelenése fenekestül fogja felforgatni a világot. Nagyobbat fog szólni mint a mobiltelefonok vagy akár az internet megjelenése, hiszen gondoljunk csak bele, miért adnánk bármiért is pénzt a valós világban, ha azt a virtuálisban ingyen is megkaphatjuk? Működhet egyáltalán a jelen kor gazdasága egy ilyen világban? Egyáltalán érdemes lenne egyetlen pillanatra is elhagyni a virtuális világot a komor valóságért? De ez már egy másik történet…