Představuje si, že píše rukou, a počítač z toho vytváří písmena. Technologie může pomoci ochrnutým

Zařízení spoléhá na senzory, které má paralyzovaný člověk implantovány v mozku. V praxi to pak probíhá tak, že si člověk představí, že píše rukou dané písmeno. Zařízení to rozpozná, dešifruje a zapíše konkrétní znak.

Čtěte také

Čeští vědci uvažují o příznacích demence. Viníkem mohou být zvětšené magnetické části v mozku, které narušují komunikaci neuronů

Technologie využívá metodu pokročilého strojového učení – umělé neuronové sítě. Algoritmus se postupně naučí rozeznat, jak se v mozkové aktivitě projevuje myšlenka na daný znak abecedy, jak objasnil vedoucí výzkumu Francis R. Willett ze Stanfordovy univerzity:

„Učí se na základě toho, že to viděl mnohokrát předtím. Jde o součást kalibračního procesu, kdy sbíráme data o účastníkovi, který se snaží opakovaně napsat různá písmena.“

„Algoritmus je poté schopen si pomocí mnoha opakování udělat obrázek o tom, jak každý z nich vypadá. Sleduje vzorce neuronové aktivity a pamatuje si je. Ví, jaký druh vzorce je spojený s každým písmenem. Když ho pak rozpozná v neuronovém záznamu, tak dané písmeno napíše,“ vysvětlil neurovědec Willett v podcastu Nature, jak lze psát pomocí mysli.

Rychlé jako psaní rukou nebo na mobilu

Dobrovolník, se kterým technologii zkoušeli, ochrnul od krku dolů po úrazu v roce 2007. V roce 2016 mu lékaři na povrch mozku implantovali dva čipy o velikosti 4 krát 4 milimetry. Každý z nich disponuje stovkou elektrod. Ty přijímají signály z části mozku, která ovládá ruku.

Čtěte také

Jiné národy nejsou chytřejší než Češi, jen umí spolupracovat, vyzdvihuje expert na AI Tomáš Mikolov

Výsledné psaní je u něj rychlejší než u starší technologie, která umožňuje výběr písmen na virtuální klávesnici.

„Původní zařízení na bázi kurzoru a klikání dosahovalo rychlosti okolo 40 znaků za minutu. Oproti tomu tato metoda zvládne 90 znaků za minutu. To znamená zhruba 18 slov za minutu. To je senzační, protože to už je rozsah, který je snad srovnatelný s rychlostí psaní rukou. Nebo s tím, jak byste psali na chytrém telefonu. V budoucnu bychom rádi tento proces ještě urychlili,“ podotýká Willet.

Ve srovnání s pohybem kurzoru se představovaná trajektorie při psaní velmi liší a související odlišné signály v mozku pak lze snáze rozpoznat, vysvětluje neurovědec.

Tento způsob psaní podle studie vychází jako rychlejší i ve srovnání s běžně dostupnými neinvazivními pomůckami, kdy ochrnutý člověk píše pomocí senzorů sledující pohyb očí. 

Zařízení dokázalo správně rozpoznat znak ve zhruba 94 procentech případů. Když k tomu badatelé připojili prediktivní nástroj, který funguje podobně jako autokorekce při psaní v mobilu, tak se dostali na úroveň 99,1 procent.

Data výzkumu jsou veřejná

Podle souvisejícího článku v Nature ještě bude potřeba provést řadu dalších kroků, než bude podobná technologie ochrnutým lidem běžně k dispozici. Mimo jiné jde o to, jestli se stejně dobré výsledky prokážou dlouhodobě, a to i u dalších lidí. A zda je bude možné generalizovat.

Dále je také otázkou, jak to bude celé fungovat mimo laboratorní prostředí a případně v jiných jazycích, které mnohdy disponují podstatně větším počtem znaků, než kolik jich je potřeba k zápisu angličtiny v latince.

Willetův tým nicméně svá data poskytnul veřejně dalším vědcům, což by mohlo celý vývoj urychlit.

Technologie spadá do kategorie neurálních rozhraní, která propojují mozek a počítač. Je známá pod označením BCI (Brain-computer interface). Vedle invazivních řešení, využívajících mozkové implantáty, které se neobejdou bez chirurgického zásahu, existují ovšem i částečně invazivní a také různá neinvazivní řešení, kdy se mozková aktivita sleduje pomocí senzorů na kůži.

Poslechněte si shrnutí od vědeckého redaktora Štěpána Sedláčka.