Neuralink как перейти от пустого офиса к «мозговому набору текста»: полный рассказ о создании интерфейса мозг-компьютер

2016 год, когда мир еще ничего не знал о ChatGPT, а технологии автономного вождения находились в зачаточном состоянии, твит Илона Маска открыл историю футуристической компании — Neuralink. Этот эксперимент по слиянию технологий и человеческого мозга, начавшийся с первого дня покупки стула в OfficeMax, прошел через трудности стартапа,动物实验ы, клинические испытания на людях, и сегодня эта компания использует технологию интерфейса мозг-компьютер (BCI), чтобы дать возможность парализованным снова «двигаться».

От аспиранта по «нейронной пыли» до основателя Neuralink

Перенесемся в 2016 год, когда Маск в Твиттере обсуждал концепцию «нейрональной сетки (neural lace)» и начал привлекать экспертов для исследования возможностей интерфейса мозг-компьютер. Тогда студент, изучающий аспирантуру и исследующий технологию «Neural dust (нейронная пыль)», по имени Донджин Сео, познакомился с ним, и вскоре вместе с группой инженеров основал Neuralink, поставив цель создать первый в мире массовый, беспроводной, высокоскоростной интерфейс мозг-компьютер.

На тот момент у компании даже не было базовой офисной мебели, и в первый день работы приходилось самим покупать стулья. Начало было трудным, но мечты — грандиозные.

Конечная цель интерфейса мозг-компьютер: разрушить «стену» между «мыслью» и «устройством»

BCI (Brain-Computer Interface) — это технология, способная «читать» и «писать» сигналы человеческого мозга. Первоначально она предназначена для помощи парализованным, особенно при травмах спинного мозга или болезни ALS, позволяя им управлять смартфонами, компьютерами и даже механическими руками только силой мысли. Первый продукт Neuralink получил название Telepathy, что в переводе означает «телепатия».

От проводных разъемов к беспроводным имплантам: четыре года аппаратных усовершенствований Neuralink

На начальном этапе стартап сосредоточился на проводных имплантах (с USB-C), постепенно переходя к беспроводным и миниатюрным чипам. «Ядром» устройства является чип размером с монету, который способен считывать нейронные сигналы мозга и передавать их по Bluetooth на внешние устройства.

Neuralink — это не только имплантируемое устройство, но и разработка хирургического робота с нуля. Первый прототип был собран из деталей eBay, но сегодня этот хирургический робот уже способен выполнять реальные операции на людях.

От макаки, играющей в пинг-понг, до человека, управляющего «Цивилизацией VI»

В 2021 году обезьяна по имени Pager поразила весь мир, играя в «Pong» с помощью мысли. Спустя несколько лет первый человек-участник (кодовое имя P1), после имплантации устройства, управлял компьютером с помощью мозговых волн и играл в «Цивилизацию VI» непрерывно 9 часов.

Применение Neuralink не ограничивается мышью и курсором. Участники могут управлять механической рукой для рисования, восстанавливать голос и взаимодействовать с семьей. Для пациентов с поздней стадией ALS эта технология позволяет играть на улице с детьми и впервые «дать услышать голос папы».

К концу 2024 года уже 13 пользователей реально используют Telepathy, в среднем более 8 часов в день.

Как расширить число пользователей с 13 до 1 миллиона в списке ожидания?

Несмотря на наличие клинических пользователей, более 10 000 человек ждут установки Telepathy. Это создает огромную нагрузку на производственные мощности, хирургические процессы и системы поддержки пользователей. Долгосрочная цель Neuralink — сделать такие операции быстрыми и массовыми, как LASIK для коррекции зрения, — даже за полчаса в обеденный перерыв. Новое поколение хирургического робота «Rev 10» уже сокращает время операции с часа до нескольких минут, прокладывая путь к массовому внедрению.

От тысяч каналов к полной связке мозга

В настоящее время устройство проникает в мозг примерно на 4 миллиметра. В будущем, если удастся углубиться еще больше, оно сможет захватывать больше нейронных сигналов и восстанавливать более сложные сенсорные функции, такие как «тактильные ощущения» и «зрение». Neuralink также разрабатывает проект под названием Blindsight, надеясь в будущем помочь людям с афазией, глухотой или слепотой «говорить, слышать и видеть заново».

Конечная цель — создание «Whole Brain Interface» (интерфейса всего мозга), который позволит читать и писать в любой области человеческого мозга, не только для восстановления функций, но и для расширения возможностей человека (Augmented Cognition).

Маленькое устройство — большие возможности

Имплантируемый чип Neuralink обладает тысячами каналов для считывания нейронных сигналов, но сжатие и передача данных — это большая проблема. Исходные данные достигают 200 Мбит/с, тогда как Bluetooth имеет пропускную способность всего 20 кбит/с. Ключ к успеху — разработка методов сжатия сигналов без потери эффективности.

Кроме того, устройство использует беспроводную зарядку. Многие пользователи ежедневно заряжают устройство через катушку на шляпе, а конечная идея Neuralink — разработать «зарядную подушку», которая позволит пополнять энергию во время сна.

Технологические вызовы преобразования мозговых волн в «курсор мыши»

Устройство считывает изменения нейрональных потенциалов (spikes), которые после обработки с помощью машинного обучения преобразуются в команды для перемещения курсора мыши. Процесс включает:

• Bluetooth-подключение

• Соответствие движений тела мозговым волнам (body mapping)

• Калибровку курсора (calibration)

В настоящее время новые пользователи могут начать работу за 15–20 минут, но главная проблема — сигнал «плывет», что снижает точность модели. Поэтому команда активно разрабатывает автоматические системы калибровки без необходимости повторного калибровки.

От видеоигр к рисованию: создание нового интерфейса человек-машина

Пользователи уже могут играть в Halo, есть механическая рука для еды, рисовать на компьютере и даже заниматься профессиональной деятельностью. Все эти функции находятся в стадии тестирования и оптимизации, и в будущем потребуется много программного обеспечения и развитие экосистемы.

Neuralink придерживается вертикальной интеграции: от производства чипов, разработки роботов, хирургических процессов до программных платформ — почти все делается внутри компании. Это ключ к быстрому развитию и преодолению узких мест.

Сегодня в Neuralink работает всего около 300 человек, но у компании есть амбиции изменить способ соединения человека и технологий. В каждом аспекте — инженерной реализации, нейронауке, дизайне чипов, автоматизации операций, пользовательском опыте — остаются нерешенные задачи, и именно здесь разработчики, ученые и инноваторы могут проявить себя.

Эта статья «Как Neuralink прошла путь от пустого офиса до «мозгового набора»: полный рассказ о создании интерфейса мозг-компьютер» впервые опубликована на Chain News ABMedia.