Κάποιοι θα νιώσουν ένα μικρό μυρμήγκιασμα. Άλλοι δεν θα νιώσουν τίποτα.

Το ηλεκτρόδιο που τοποθετείται μέσα στον ακουστικό πόρο δεν έχει σχεδιαστεί για να προκαλεί ηλεκτρικό σοκ. Αντιθέτως, το ερευνητικό εργαστήριο Αεροπορίας (AFRL) των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής (ΗΠΑ) πιστεύει ότι η συσκευή -που μοιάζει σαν ακουστικό- όταν τοποθετηθεί δίπλα στο κολπικό νεύρο του εγκεφάλου, θα παρέχει περισσότερα από ένα κίνητρο διέγερσης της διανόησης. Θα πρέπει να δημιουργήσει στιγμές υπερμάθησης, ελεγχόμενες περιόδους συγκέντρωσης που θα επιτρέψουν στους πιλότους να απορροφήσουν ταχύτερα την αεροπορική τους εκπαίδευση από ότι είναι ανθρωπίνως δυνατό.

Τον Αύγουστο, η 711η Πτέρυγα Ανθρώπινων Επιδόσεων του AFRL ξεκίνησε το έργο του Εξατομικευμένου Νευρικού Συστήματος Εκπαίδευσης (iNeuraLS), μια προσπάθεια επιτάχυνσης της εκπαίδευσης πιλότου μέσω της διέγερσης του εγκεφάλου. Η Αεροπορία των ΗΠΑ (USAF) ταλαιπωρείται αρκετά χρόνια από την έλλειψη πιλότων και ελπίζει ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορέσει να τη βοηθήσει ώστε να αναπληρώσει γρήγορα τα κενά στις τάξεις της.

Όμως, πιο πολύ από την άμεση πρόσληψη πιλότων, η USAF ενδιαφέρεται για την νευροδιέγερση του εγκεφάλου, γνωστή και ως την νευροτροποποίηση, ως ένα μέσο για να βοηθήσει τους πιλότους να αποκτούν συνεχώς νέες δεξιότητες. Καθώς ο ρυθμός των αλλαγών στις αεροπορικές πολεμικές επιχειρήσεις συνεχώς επιταχύνεται -για παράδειγμα, με την ένταξη του συνεργατικού αεροσκάφους τεχνητής νοημοσύνης (loyal wingman)- οι αεροπορίες που θα μπορούν εύκολα να εκπαιδευτούν στις νέες δεξιότητες και τεχνολογίες θα διαθέτουν προβάδισμα έναντι των αντιπάλων τους.

“Σκεφτόμαστε να κάνουμε το προσωπικό μας ευπροσάρμοστο στις αλλαγές”, δήλωσε ο Ναθαναήλ Μπρίντζες, ερευνητής βιοϊατρικής μηχανικής και επικεφαλής της ομάδας νευροδιεπαφής. “Ο στόχος μας είναι να αναπτύξουμε και να παραδώσουμε μια τεχνολογία που θα τους επιτρέψει να εφαρμόσουν αυτήν την νέα γνώση όσο το δυνατόν γρηγορότερα”.

Διέγερση και παρατήρηση

Η νευροτροποποίηση χρησιμοποιείται σε ένα μεγάλο φάσμα ιατρικών εφαρμογών συμπεριλαμβανομένης της θεραπείας των χρόνιων πόνων, της νόσου Πάρκισον και των κρανιοεγκεφαλικών κακώσεων. Τα κοχλιακά εμφυτεύματα, τα όποια χρησιμοποιούν ηλεκτρόδια για την μετάδοση σημάτων στο κοχλιακό νεύρο ενός κουφού, είναι ίσως το πιο γνωστό δείγμα της τεχνολογίας.

Τα κοχλιακά εμφυτεύματα βασίζονται στην χειρουργική εμφύτευση ηλεκτροδίων κάτω από το δέρμα πίσω από το αυτί ενός ανθρώπου και θεωρείται επεμβατική χειρουργική. Το Neuralink του Ελον Μάσκ, το οποίο έχει ως στόχο να βοηθήσει τους ανθρώπους με παράλυση μέσω ηλεκτροδίων στον εγκέφαλο, είναι ένα ακόμα δείγμα της επεμβατικής νευροτροποποίησης.

Από την πλευρά του, το AFRL δεν πιστεύει ότι είναι αναγκαία η διάτρηση του κρανίου ενός πιλότου. Αντ’ αυτού το ακουστικό ηλεκτρόνιο θα διεγείρει ένα τμήμα του πνευμονογαστρικού νεύρου που επεκτείνεται στο ανθρώπινο αυτί.

“Εγχέει μια μικρή ποσότητα ρεύματος μέσα στον εγκέφαλο διαμέσου του τριχωτού της κεφαλής σου, μέσα από το κρανίο σου”, δήλωσε ο Γκάουραβ Σάρμα, ανώτερος τεχνικός επικεφαλής γνωστικής νευρολογίας στο AFRL. “Μπορεί να αλλάξει τη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου ή να διεγείρει μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου”.

Ενώ το ακουστικό σπρώχνει μιλιαμπέρ ηλεκτρικού ρεύματος μέσα στον εγκέφαλο ενός υποκείμενου, το AFRL θα προσπαθεί να διδάξει τις δεξιότητες στον χειρισμό αεροσκάφους χρησιμοποιώντας ακουστικά κεφαλής με χειριστήρια πτήσης όπως έναν μοχλό, γκάζι και πηδάλια. Αργότερα, το υποκείμενο θα ερωτηθεί να δείξει τι ακριβώς του δίδαξαν. “Μπορούμε να εξάγουμε διαφορετικά μέτρα όπως: Πόσο καλά εκτέλεσες αυτόν τον ελιγμό;” δήλωσε ο Μπρίτζες.

Το AFRL σχεδιάζει να συγκρίνει τις δεξιότητες ενός υποκείμενου στον χειρισμό μέσω του μαγνητικού και ηλεκτρικού πεδίου δραστηριότητας μέσα στον εγκέφαλο του χρησιμοποιώντας ένα καπέλο ή ένα κράνος που θα διαθέτει μια δέσμη ειδικών αισθητήρων. Το εργαστήριο, κατά τη διάρκεια των διαφορετικών σταδίων της εκπαίδευσης, θα αναζητήσει για μοτίβα, καθώς επίσης θα παρακολουθεί για αλλαγές στις μεταβλητές όπως η προσοχή, η μνήμη και η κούραση.

“Στα αρχικά στάδια συχνά η εκπαίδευση χαρακτηρίζεται από την πιο γρήγορη βελτίωση των επιδόσεων ενώ βλέπουμε μια πιο σταδιακή βελτίωση των επιδόσεων που τελικά σταθεροποιείται στην τελική φάση”, δήλωσε ο Μπρίντζες. “Προβλέπουμε ότι το iNeuraLS θα βοηθήσει τους εκπαιδευόμενους να προχωρήσουν πιο γρήγορα μεταξύ αυτών των φάσεων”.

Κατά τα επόμενα τρία χρόνια προγραμματίζεται να πραγματοποιηθούν σειρά πειραμάτων, στην αεροπορική βάση Ράιτ-Πατερσον στο Οχάιο, χρησιμοποιώντας ομάδες 20-30 εθελοντών που δεν θα είναι πιλότοι. “Η πρόθεση είναι να δείξουμε τη δυνατότητα επιτάχυνσης της εκπαίδευσης στους ανθρώπους που διαθέτουν ελάχιστη ή καθόλου εμπειρία”, δήλωσε ο Μπρίντζες.

Η 711η Πτέρυγα Ανθρώπινων Επιδόσεων πιστεύει ότι η τεχνολογία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί και στην εκπαίδευση που δεν σχετίζεται με τον χειρισμό αεροσκαφών, για παράδειγμα, του προσωπικού της Διαστημικής Δύναμης, όπως επίσης και στους εργαζόμενους των κοινοτήτων πληροφοριών, επιτήρησης και αναγνώρισης, επισκευών και ιατρικής.

Με την χρήση της περισυλλογής πληροφοριών, το εργαστήριο σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει αλγορίθμους ώστε να συσχετίσει ορισμένα μοτίβα της εγκεφαλικής δραστηριότητας που θα συμβάλουν στην βέλτιστη ανάπτυξη των χειριστικών δεξιοτήτων. Οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης του πειράματος θα εγκαινιαστούν από το εργαστήριο Λίνκολν του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, ένα κέντρο έρευνας και ανάπτυξης τεχνολογιών εθνικής ασφάλειας που χρηματοδοτείται από την ομοσπονδιακή κυβέρνηση.

Τελικά, το AFRL επιθυμεί να προσδιορίσει τους πλέον αποτελεσματικούς τρόπους που θα ενισχύσουν την μάθηση, είτε μέσω της νευροτροποποίησης ή τροποποιώντας τον περιβάλλοντα χώρο χρησιμοποιώντας τεχνολογίες “εμβύθισης” όπως συσκευές κεφάλης εικονικής πραγματικότητας ή επαυξημένης πραγματικότητας.

“Αν βρίσκονται σε μια κατάσταση που είναι πιο δεκτικοί στις νέες πληροφορίες που τους έχουν παρασχεθεί, τότε χρησιμοποιείς το περιβάλλον εμβύθισης για την παράδοση των μαθημάτων”, δήλωσε ο Σάρμα. “Εάν όχι, τότε χρησιμοποιούμε την νευροτροποποίηση για να οδηγήσουμε τον εγκέφαλο στην βέλτιστη κατάσταση όπου είναι πιο δεκτικός στην μάθηση, και τότε παραδίδουμε το μάθημα”.

Το ARFL πιστεύει ότι η χρήση ρεαλιστικών εκπαιδευτικών βοηθημάτων, όπως συσκευές κεφαλής εικονικής πραγματικότητας, σε συνδυασμό με την νευροτροποποίηση θα φέρουν άλματα στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων. “Ο συνδυασμός αυτών των τεχνολογιών μπορεί να οδηγήσει στην πολλαπλασιαστική αύξηση, και όχι στην σταδιακή αύξηση, του εκπαιδευτικού ποσοστού”, δήλωσε ο Σάρμα.

Εξατομικευμένη μάθηση

Με το πέρασμα του χρόνου, το AFRL περιμένει να βρει μεμονωμένα μοτίβα εκμάθησης. Γνωρίζοντας αυτές τις ιδιαιτερότητες, πιστεύει πως μία μέρα θα μπορέσει να προσαρμόσει την ηλεκτρική διέγερση και το πρόγραμμα διδασκαλίας ώστε να βελτιωθεί η εκπαίδευση κάθε πιλότου.

«Σήμερα, πολλές τεχνολογίες προσαρμόζονται σε όλες τις περιπτώσεις», δήλωσε ο Μπρίντζες. «Η αλήθεια είναι, όλοι είμαστε ξεχωριστοί άνθρωποι. Και έτσι, όσο περισσότερες πληροφορίες μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και αποκτήσουμε που σχετίζονται με αυτές τις ατομικές διαφορές, τόσο καλύτερα μπορούμε να προσαρμόσουμε την τεχνολογία και την εκμάθηση σε αυτά τα άτομα».

Κατά τα πειράματα το AFRL σχεδιάζει να ελέγχει στενά και να παρακολουθεί ποια είναι η καλύτερη ηλεκτρική συχνότητα και εύρος για τη διέγερση του εγκεφάλου και πόσο θα διαρκέσουν οι επιπτώσεις της νευροτροποποίησης.

«Εξαρτάται από την αποστολή που εκτελείς», δήλωσε ο Σάρμα. «Σε κάποιες μελέτες βρήκαμε ότι όταν κάνουμε διέγερση για δύο ώρες το αποτέλεσμα διήρκησε περίπου 16 ημέρες». Σε άλλο κλινικό περιβάλλον που είχε ως στόχο την περίθαλψη μιας αιμορραγικής διαταραχής οι επιπτώσεις διήρκησαν έξι μήνες, πρόσθεσε.

Ο επιστήμονας είπε ότι η πρότερη εμπειρία σε πειράματα νευροτροποποίησης και οι αυστηρές διαδικασίες θα προστατεύσουν τα υποκείμενα από τους τραυματισμούς.

«Στην περίπτωση που δεν διαπιστώσουμε κάποια αλλαγή, το οποίο δεν νομίζω ότι συμβεί, θα έχουμε τη δυνατότητα να την σταματήσουμε επειδή θα ελέγχεται με κλειστό βρόγχο», δήλωσε ο Σάρμα, τονίζοντας ότι οι εγκεφαλικές μετρήσεις γίνονται σε πραγματικό χρόνο. «Έχουμε εφαρμόσει ορισμένες από αυτές τις τεχνολογίες σε παλιότερα έργα μας ή παρόμοιες ιδέες για την βελτίωση των επιδόσεων, οπότε η ασφάλεια τους είναι διασφαλισμένη».

Το πείραμα iNeuraLS θα φτάσει στο αποκορύφωμα του το 2023 με μια επίδειξη στην οποία οι συμμετέχοντες θα εκπαιδευτούν να εκτελούν διαφορετικούς αεροπορικούς ελιγμούς σε έναν εξομοιωτή πτήσης εικονικής πραγματικότητας. Ο απώτερος σκοπός είναι να παρουσιαστεί μείωση στο χρονικό διάστημα που απαιτείται από τους συμμετέχοντες να αποκτήσουν δεξιότητες που μπορούν να συγκριθούν με μια ομάδα ελέγχου, δήλωσε ο Μπρίντζες.

Επίσης, η ομάδα του AFRL σχεδιάζει, μέχρι το τέλος του έργου, να δημιουργήσει μια ολοκληρωμένη συσκευή διέγερσης και χαρτογράφησης του εγκεφάλου.

«Στο τέλος, θα μπορούμε να μεταφράσουμε αυτήν την τεχνολογία σε κάτι που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα παρόμοιο περιβάλλον, όπως ένα αεροσκάφος», δήλωσε ο Σάρμα. «Ωστόσο, υπάρχουν διάφορα πράγματα που πρέπει να εξετάσουμε, για παράδειγμα, αν αυτά τα υλικά θα αντέξουν στο περιβάλλον των υψηλών G που πρόκειται να βρεθεί ένα αεροσκάφος».

Μηχάνημα μαγνητοεγκεφαλογραφίας

Τα σημερινά συστήματα για την χαρτογράφηση των μαγνητικών πεδίων του εγκεφάλου, τα συστήματα μαγνητοεγκεφαλογραφίας, είναι συσκευές μεγάλης πολυθρόνας με τεράστια, ογκώδη κράνη που κατεβαίνουν πάνω από το κεφάλι του ασθενούς και περιορίζουν την κίνηση. Επίσης, ο εξοπλισμός πρέπει να ψύχεται και να αποθηκεύεται μέσα σε ειδικούς χώρους που εμποδίζουν το μαγνητικό πεδίο της Γης να παρεμβάλει στις μετρήσεις των μαγνητικών πεδίων του εγκεφάλου.

Για την σμίκρυνση της τεχνολογίας, η 711η Πτέρυγα Ανθρώπινων Επιδόσεων εργάζεται μαζί με τη Διεύθυνση Κατασκευής και Υλικών του AFRL και την νεοσύστατη εταιρεία Sonera Magnetics για να εξελίξει μια μικρή δέσμη αισθητήρων για την χαρτογράφηση των μαγνητικών πεδίων του εγκεφάλου.

«Επινοούν νέα υλικά που θα μας επιτρέψουν να λάβουμε άμεσα σήματα με καλή χωρική και χρονική ανάλυση, αλλά σε μια μορφή που είναι φορητή και μπορεί να φορεθεί, το οποίο ίσως να μην απαιτήσει αυτού του τύπου το προστατευόμενο χώρο για την καταγραφή της δραστηριότητας», δήλωσε ο Σάρμα.

Η 711η Πτέρυγα Ανθρώπινων Επιδόσεων συνεργάζεται επίσης με την Microsoft, η οποία θα διαχειριστεί την παράδοση του περιεχόμενου και θα παρέχει καθοδήγηση στις αλλαγές των πλατφορμών εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας και του υλικού. Η Teledyne Technologies θα ενσωματώσει την χαρτογράφηση του εγκεφάλου και τα διεγερτικά συστατικά μέσα σε μια συσκευή.

Στο τέλος, οι επιστήμονες του AFRL ελπίζουν ότι το έργο iNeuraLS θα είναι το εφαλτήριο για την ένωση σκέψης μεταξύ ανθρώπου και μηχανής, μια φουτουριστική εφαρμογή η οποία θα μπορούσε να δώσει τη δυνατότητα σε ένα πιλότο για να ελέγχει το Loyal Wingman χρησιμοποιώντας μόνο τον εγκέφαλο του.

«Αν μπορούμε να επικυρώσουμε κάποια από τα βασικά συστατικά της τεχνολογίας που θέλουμε να πέτυχουμε στο έργο, τότε μπορούν να έχουν εφαρμογή και πέραν της εκπαίδευσης», δήλωσε ο Σάρμα. «Θα μπορεί αυτό να βελτιώσει την επικοινωνία ή την συμβιωτική σχέση ανάμεσα στον άνθρωπο και την μηχανή;»

 

Πηγή: flightglobal.com

About The Author

Παρατηρητής και ιστογράφος θεμάτων αμυντικής τεχνολογίας. Δεσμευμένος με τις Ελληνικές Ένοπλες Δυνάμεις και παθιασμένος με οτιδήποτε στρατιωτικό.

ΔΕΝ επιτρέπονται απαξιωτικοί και υβριστικοί χαρακτηρισμοί εναντίον στελεχών των Ενόπλων Δυνάμεων και των Σωμάτων Ασφαλείας. Υποβάλλοντας το σχόλιο σου επιβεβαιώνεις ότι έχεις διαβάσει και αποδεχθεί τους όρους χρήσης και σχολιασμού του ιστοτόπου. Η ευθύνη των σχολίων (αστική και ποινική) βαρύνει τους σχολιαστές. Οι απόψεις που εκφράζονται δεν αντιπροσωπεύουν εκείνες της "Προέλασης" και δεν πρέπει να εκλαμβάνονται ως τέτοιες.

Σχολιάστε

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: