Нейронет: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Строка 64: Строка 64:


=== Групповое взаимодействие ===
=== Групповое взаимодействие ===
В 2015 году лаборатория Николелиса из Университета Дьюка провела два новых эксперимента. В обоих животные вознаграждались за успешное групповое взаимодействие. В одном случае три обезьяны через нейрокомпьютерный интерфейс сообща управляли игровым персонажем, причём каждая по отдельности могла манипулировать персонажем только по одной оси [[Прямоугольная система координат|прямоугольной системы координат]].
В 2015 году лаборатория Николелиса из Университета Дьюка провела два новых эксперимента. В обоих животные вознаграждались за успешное групповое взаимодействие. В одном случае три обезьяны через нейрокомпьютерный интерфейс сообща управляли игровым персонажем, причём каждая по отдельности могла манипулировать персонажем только по одной оси [[Прямоугольная система координат|прямоугольной системы координат]]<ref>{{статья |автор= Ramakrishnan A. et al.|заглавие= Computing Arm Movements with a Monkey Brainet|оригинал= |ссылка= http://www.nature.com/articles/srep10767|автор издания= |издание= [[:en:Scientific Reports|Scientific Reports]]|тип= журнал|место= Лондон|издательство= [[Nature Publishing Group]]|год= 2015|месяц= 07|число= 09|том= |выпуск= |номер= 5|страницы= |isbn= |issn= 2045-2322|doi= 10.1038/srep10767|bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref><ref>{{статья |автор= Pais-Vieira M. et al.|заглавие= Building an organic computing device with multiple interconnected brains|оригинал= |ссылка= http://www.nature.com/articles/srep11869|автор издания= |издание= [[:en:Scientific Reports|Scientific Reports]]|тип= журнал|место= Лондон|издательство= [[Nature Publishing Group]]|год= 2015|месяц= 07|число= 09|том= |выпуск= |номер= 5|страницы= |isbn= |issn= 2045-2322|doi= 10.1038/srep11869|bibcode= |arxiv= |pmid= |язык= en|ref= |archiveurl= |archivedate=}}</ref>.


== Инфраструктура по странам ==
== Инфраструктура по странам ==

Версия от 17:07, 1 октября 2015

Нейроне́т (англ. NeuroNet, NeuroWeb, Brainet) или Web 4.0 — один из предполагаемых этапов развития Всемирной паутины, в котором взаимодействие участников будет осуществляться с помощью нейрокомпьютерных интерфейсов. Полностью должен заменить собою Web 3.0 после 2035 года[⇨]. Один из 9 ключевых рынков, выбранных для развития в рамках российской Национальной технологической инициативы[⇨].

История

Идеи, на которых базируется понятие Нейронета, насчитывают не одно десятилетие. В первую очередь речь идёт о возможности усиления интеллекта человека по аналогии с увеличением физической силы, озвученной Уильямом Эшби во «Введении в кибернетику» (1956 год)[1], а затем развитой Джозефом Ликлайдером в статье «Человеко-компьютерный симбиоз» (1960 год) и Дугласом Энгельбартом в отчёте «Дополнение человеческого интеллекта: концептуальная основа» (1962 год) в понятие экзокортекса — внешней для человека системы обработки информации[2][3]. В 1973 году в статье «К прямой связи между мозгом и компьютером» Жак Видаль (англ. Jacques J. Vidal) впервые употребил термин нейрокомпьютерный интерфейс[4], а в 1998 году Филлип Кеннеди (англ. Philip Kennedy) из Университета Эмори в Атланте имплантировал первый такой интерфейс пациенту по имени Джонни Рэй (англ. Johnny Ray)[5].

Схема нейрокомпьютерного интерфейса

Во вторую очередь, речь о перспективе возникновения глобального мозга[англ.], мысль о котором восходит ещё к сборнику рассказов Герберта Уэллса «Мировой мозг» (1936—1938 годы). Валентин Турчин в книге «Феномен науки: Кибернетический подход к эволюции» (1973 год) ввёл понятие кванта эволюции — метасистемного перехода[англ.][6]. В результате одного из таких переходов станет возможна физическая интеграция индивидуальных нервных систем с созданием потенциально бессмертных человеческих сверхсуществ[7]. Первой научной публикацией на тему стала статья Готфрида Майер-Кресса (англ. Gottfried Mayer‐Kress) и Кэтлин Барцыс (англ. Cathleen Barczys) «Глобальный мозг как структура, развивающаяся из всемирной компьютерной сети, и последствия этого вывода для моделирования» (1995 год). С 2013 года появились эксперименты на тему возможности прямой связи от мозга к мозгу (Sam A. Deadwyler et al., Miguel Pais-Vieira et al., Carles Grau et al., Rajesh P. N. Rao et al.)[8][9][10].

Сам термин «нейронет» (англ. neuronet, neuro-net) первоначально использовался для обозначения искусственных нейронных сетей[11][12][13]. Новое его понимание как названия следующего после Семантической паутины поколения глобальной коммуникационной Сети стало складываться в России начиная с 2012 года[14][15]. В частности, в этом значении термин употреблялся в марте 2013 года в статье журнала «Русский репортёр», посвящённой деятельности участников движения «Россия 2045», со ссылкой на американского футуролога Рэймонда Курцвейла[16]. Выступая в феврале 2005 года на конференции TED, Курцвейл предсказывал, что к 2029 году человек начнёт сливаться с техникой[17]. А во время выступления на конференции DEMO в Санта-Клара (Калифорния) в октябре 2012 года он говорил о будущем расширении возможностей мозга за счёт облачных вычислений, т. е. об экзокортексе[18]. В августе 2013 года термин Нейронет озвучивал профессор Московской школы управления «Сколково» Павел Лукша на проводившемся Агентством стратегических инициатив (АСИ) «Форсайт-флоте»[19], а также в ходе презентаций результатов форсайт-проекта «Образование 2030»[20][21].

16 октября 2014 года в офисе Российской венчурной компании (РВК) прошёл экспертный семинар «Дорожная карта Нейронета» с участием Стивена Данна (англ. Stephen Dunne), директора Starlab Neuroscience Research; Карен Кейси (англ. Karen Casey), cоздательницы Global Mind Project; Рэндала А. Куне, генерального директора научного фонда Carboncopies.org и основателя компании NeuraLink Co.; Михаила Лебедева, старшего научного сотрудника в Центре нейроинженерии Департамента нейробиологии в Медицинском Центре Университета Дьюка; Евгения Кузнецова, заместителя генерального директора РВК. Вели семинар сооснователи Российской группы Нейронета Павел Лукша и Тимур Щукин, а также руководитель службы развития инновационной экосистемы РВК Георгий Гоголев[22][23][24].

По поручению АСИ группа «Конструкторы сообществ практики» подготовила доклад по будущим нейрорынкам[25][26]. 01 июля 2015 года Президенту РФ был представлен первый доклад о Национальной технологической инициативе (НТИ) — долгосрочной программе, которая должна обеспечить к 2035 году лидерство России на глобальных технологических рынках. Накануне, в мае того же года Нейронет присутствовал в числе 9 рынков НТИ, обсуждавшихся в ходе очередного «Форсайт-флота». АСИ и РВК должны провести экспертизу «дорожной карты» НТИ по рынку Нейронета и согласование её с федеральными органами исполнительной власти в срок до 01 января 2016 года[9][27][28].

Описание

Военный робот-транспортировщик BigDog (2007)
Игра в «Звёздные войны» с помощью датчика Kinect (2012)
Фитнес-трекер Samsung Gear Fit (2014)

Основные характеристики

Нейронет можно охарактеризовать с трёх точек зрения[29]:

  • технической — как сетевой пакет, обеспечивающий связность человеческих (и не только) разумов и интеллектуальных агентов, позволяющий передавать в том числе знания, содержащиеся во внутреннем мире участников и даже неявные;
  • организационной — как практику коллективного интеллекта, нарабатываемую совместной деятельностью искусственных и естественных субъектов в ходе работы над сверхсложными проблемами и проектами;
  • предпринимательской — как систему, обеспечивающую высокомаржинальную совместную деятельность в проектах сверхвысокой сложности.

Сферы применения

Медицина

Во всём мире от заболеваний центральной нервной системы страдает более 2 млрд. человек. Тем самым, имеется потенциально широкий спрос на нейропротезы, экзоскелеты для пациентов с повреждениями спинного мозга, неинвазивные медицинские решения[30].

Армия и промышленность

У военных имеется потребность в технологиях, которые сокращают время реакции. Речь может идти о дистанционном управлении боевыми роботами с помощью нейроинтерфейсов (а в промышленности — управление роботами, действующими в труднодоступной или агрессивной среде), а также о технологиях безголосового общения между солдатами на поле боя (примером служат нейроинтерфейсы Silent Talk)[31]. Положительные результаты принесла система видеонаблюдения CT2WS, которая позволяет солдатам замечать 91 % опасных объектов по сравнению с 47 % замеченных опасностей у солдат с обычными биноклями[32].

Развлечения

Будут востребованы нейронные периферийные устройства ввода-вывода, первые из которых уже появляются в индустрии компьютерных игр (решения компаний Emotiv Systems, NeuroSky, Neural Impulse Actuator, игровые контроллеры типа Kinect, игра Mindball)[31].

Спорт и фитнес

Уже сейчас в рамках концепции «мобильного здоровья» на рынке имеется спрос на носимые устройства с биологической обратной связью вроде фитнес-трекеров[англ.]. Возникло такое направление, как тренировка мозга[англ.] (как пример, решение компании Lumosity)[33].

Обучение

В этой сфере будут востребованы тренажёры психических состояний. Например, имеющаяся уже сейчас компьютерная игра Journey to Wild Divine позволяет изучать медитационные практики. Учитывая рост числа детей с синдромом дефицита внимания, будут пользоваться популярностью тренажёры внимания вроде программы Play Attention[34].

Предполагаемые этапы развития

Ожидаемые этапы развития Нейронета были изложены в презентации Павла Лукши на экспертном семинаре «Дорожная карта Нейронета» в РВК в октябре 2014 года. В презентации были выделены три этапа на пути движения к Нейронету: 1) Биометринет (пред-Нейронет) — с 2014 по 2024 годы; 2) зарождение Нейронета — с 2025 по 2035 годы; 3) возникновение полноценного Нейронета — после 2035 года[23]. Впоследствии в докладе по нейрорынкам, разработанном для АСИ, было предложено 4 этапа[35].

Первый этап (2015—2020)

Второй этап (2020—2030)

Третий этап (2030—2040)

Четвёртый этап (после 2040)

Текущие достижения

Отслеживание состояний

На открытии финального турнира чемпионата мира по футболу 2014 первый удар по мячу нанёс с помощью экзоскелета человек с парализованными ногами. Управление экзоскелетом осуществлялась мозгом, активность которого считывалась благодаря шапке с электродами[36].

Интерфейс «мозг-мозг»

В феврале 2013 года учёные лаборатории Мигеля Николелиса отчитались о том, что им удалось связать в сеть мозги двух крыс. Крысам были имплантированы подключённые к компьютерам электроды, а компьютеры соединили через Интернет. Крысы в режиме реального времени обменивались тактильной и моторной информацией, хотя находились при этом на разных материках: одна в Южной Америке (на территории бразильского института IINN-ELS), а вторая в Северной (Университет Дьюка в американском штате Северная Каролина). В команду исследователей входил Михаил Лебедев, впоследствии участвовавший в семинаре «Дорожная карта Нейронета»[37][22].

Спустя чуть более месяца учёные из Гарвардской медицинской школы отчитались об успехе межвидовой нейрокоммуникации[англ.] без вживления имплантов, за счёт электроэнцефалографии (ЭЭГ). Люди-добровольцы надевали шапки с электродами, которые отслеживали активность их головного мозга, и заставляли шевелиться хвост крысы, находившейся под анестезией[38].

В августе того же года в Вашингтонском университете был проведён успешный эксперимент по нейрокоммуникации между людьми в ходе игры в шутер. В распоряжении одного игрока (Раджеша Рао, англ. Rajesh Rao) имелся только экран, а клавиатура находилась в соседней комнате у Андреа Стокко (англ. Andrea Stocco). Рао не мог самостоятельно нажимать клавиши, а Стокко не видел происходящего на экране. Рао посылал команды о необходимости нажатия клавиш в мозг Стокко с помощью шапки с электродами[9].

Групповое взаимодействие

В 2015 году лаборатория Николелиса из Университета Дьюка провела два новых эксперимента. В обоих животные вознаграждались за успешное групповое взаимодействие. В одном случае три обезьяны через нейрокомпьютерный интерфейс сообща управляли игровым персонажем, причём каждая по отдельности могла манипулировать персонажем только по одной оси прямоугольной системы координат[39][40].

Инфраструктура по странам

США

В 2008 году DARPA инициировала программу SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics), направленную на масштабирование нейроморфных технологий[англ.] до уровня живых существ. В 2010—2015 годах осуществлялся Human Connectome Project, задачей которого было построение карты связей нейронов мозга человека (коннектом). За 2011 год Национальные институты здравоохранения профинансировали по направлению нейронаук 16 тыс. грантов на общую сумму $ 5,55 млрд. В 2014 году в составе DARPA был образован отдел биотехнологий (англ. Biological Technologies office). На период 2016—2025 годов объявлен правительственный проект BRAIN Initiative, затраты на который составят 300-400 млн. долларов ежегодно[41].

С 2012 года Массачусетский технологический институт осуществляет проект в области гражданской науки под названием EyeWire, цель которого создать карту связей между нейронами в сетчатке глаза[42]. LifeLike, совместный проект Университета Центральной Флориды[англ.] и Университета штата Иллинойс, посвящён созданию виртуального двойника сотрудника американского Национального научного фонда Алекса Шварцкопфа (англ. Alex Schwarzkopf). Двойник должен сохранить для будущих поколений научный и интеллектуальный опыт Шварцкопфа, а также его внешность, мимику, голос, манеру общения[43].

Европа

Прежде всего, в ЕС ведётся проект по координации между ключевыми участниками исследований человеко-компьютерного взаимодействия BNCI Horizon 2020, заменивший собой осуществлявшийся в 2010—2011 годах FutureBNCI[44]. Затем, Евросоюз реализует собственный Human Brain Project стоимостью 1,2 млрд. евро, являющийся частью программы FET Flagships. Финансирование его предусмотрено восьмой рамочной программой ЕС по развитию научных исследований и технологий (2014—2020 годы)[45]. В университете Твенте (Нидерланды) работает консорциум по созданию искусственного аналога нервно-мышечного синапса для взаимодействия человека и экзоскелета. Лаборатория биоробототехники Свободного университета Берлина занимается биомиметикой[англ.]* – учёные создают роботов по «моделям» змей, дождевых червей, рыб, программируют рои роботов по моделям пчёл[46].

Азия

На Востоке крупнейшими исследовательскими проектами являются 5-летний китайский Сhina Brain Project и рассчитанный на 10 лет японский Brain/MINDS Project[45].

Австралия и Океания

Австралийская компания Emotiv Systems вывела на рынок нейроинтерфейсы, использующие электроэнцефалографию. Они выявляют выражение лица, позволяют проводить нейроисследования, работать с биологической обратной связью, осуществлять управление в компьютерной игре или контроль дронов Parrot AR.Drone[46].

Россия

В январе 2014 года председателем Правительства РФ утверждён подготовленный Минобрнауки России прогноз научно-технологического развития на период до 2030 года. К числу перспективных направлений научных исследований в области медицины и здравоохранения прогноз относит контактные устройства для взаимодействия клеток с искусственными системами; интегрированные электронные управляющие устройства для мониторинга текущего состояния организма, в т. ч. в удалённом режиме; системы визуализации внутренней структуры со сверхвысоким разрешением[47]. Спустя месяц был сформулирован перечень из 16 приоритетных научных задач, в их число вошла задача «Мозг: когнитивные функции, механизмы нейродегенерации, молекулярные мишени для ранней диагностики и лечения». Среди ожидаемых результатов выполнения задачи — создание мозг-компьютерных интерфейсов, методик робот- и компьютер-опосредованной нейрореабилитации с направленной стимуляцией мозга, разработка экзоскелета[48]. Координирует выполнение задачи зав. лабораторией нервных и нейроэндокринных регуляций Института биологии развития РАН академик Михаил Угрюмов[26].

Риски

См. также

Примечания

  1. ↑ Эшби У. Введение в кибернетику = An Introduction to Cybernetics. — 2nd ed. — London: Chapman & Hall, 1957. — P. 271-272. — 295 p.
  2. ↑ Ликлайдер Дж. Человеко-компьютерный симбиоз (англ.) = Man-Computer Symbiosis // IRE Transactions on Human Factors in Electronics : журнал. — IRE, 1960. — March (vol. HFE-1). — P. 4-11.
  3. ↑ Энгельбарт Д. Augmenting human intellect: A conceptual framework. SRI Project No. 3578 (англ.) (pdf). SRI International (октябрь 1962). — Summary Report. Дата обращения: 17 сентября 2015.
  4. ↑ Vidal J. К прямой связи между мозгом и компьютером (англ.) = Toward direct brain-computer communication // Annual Review of Biophysics and Bioengineering : журнал. — Annual Reviews, 1973. — Vol. 2. — P. 157-180. — ISSN 1936-122X.
  5. ↑ Нейроинтерфейсы: от фотобумаги до нейропыли. Блог компании Хакспейс Neuron. Хабрахабр (3 июня 2015). Дата обращения: 14 сентября 2015.
  6. ↑ Jones Ch. B. Слабый и ничтожный ум: Проблемы формирующегося глобального сознания (англ.) = Frail and feeble mind: Challenges to emerging global consciousness // Journal of Futures Studies : журнал. — Taipei, Taiwan: Tamkang University, 2006. — May (vol. 10, no. 4). — P. 6. — ISSN 1027-6084.
  7. ↑ Турчин В. Ф., Джослин К. Кибернетический манифест // Феномен науки: Кибернетический подход к эволюции. — 2-е изд. — М.: ЭТС, 2000. — 368 с. — ISBN 5-93386-019-0.
  8. ↑ Kyriazis M. Системы нейрологии в фокусе: от человеческого мозга ко глобальному? (англ.) = Systems neuroscience in focus: from the human brain to the global brain? // Frontiers in Systems Neuroscience : журнал. — Lausanne, Switzerland, 2015. — Vol. 9. — doi:10.3389/fnsys.2015.00007.
  9. ↑ 1 2 3 Тулинов, 2015.
  10. ↑ Heylighen F. Conceptions of a Global Brain: An Historical Review // Эволюция: космическая, биологическая и социальная = Evolution: Cosmic, Biological, and Social / Ed. by L. Grinin et al. — Волгоград: Учитель, 2011. — P. 281-283. — 296 p. — ISBN 978-5-7057-2784-1.
  11. ↑ Wang, Brian L (2012-08-15). "AI, Robotics and Sensors everywhere timeline" (англ.). Next Big Future. Дата обращения: 16 сентября 2015. {{cite news}}: Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |coauthors= (справка)
  12. ↑ Wang, Brian L (2012-06-26). "Google develops Artificial Intelligence to identify a cat" (англ.). Next Big Future. Дата обращения: 16 сентября 2015. {{cite news}}: Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры: |coauthors= (справка)
  13. ↑ Ross R. Русский миллионер выводит искусственный интеллект на новый уровень (англ.) = Russian millionaire taking artificial intelligence to next level // Newsweek : журнал. — 2015. — 18 April. — ISSN 0028-9604.
  14. ↑ Щукин, 2014, с. 66.
  15. ↑ Щукин (Ижевск), 2014, с. 73.
  16. ↑ Константинов А. Мозг из машины // Русский репортёр : журнал. — М., 2013. — 20 марта (№ 11 (289)).
  17. ↑ Курцвейл, 2005.
  18. ↑ Ambrosio J. Курцвейл: мозг расширится с помощью облака (англ.) = Kurzweil: Brains will extend to the cloud // Computerworld : журнал. — Framingham, Massachusetts: International Data Corporation, 2012. — 3 October. — ISSN 0010-4841.
  19. ↑ Ясиновская Е. Куда плывёт будущее. STRF.ru (14 августа 2013). Дата обращения: 17 сентября 2015.
  20. ↑ Тарасевич Г., Константинов А. Школа завтра не нужна // Русский репортёр : журнал. — М., 2013. — 29 августа (№ 34 (312)).
  21. ↑ Соболевская О. Паспорт компетенций заменит диплом вуза. OPEC.ru. Высшая школа экономики (21 октября 2013). Дата обращения: 14 сентября 2015.
  22. ↑ 1 2 Ведущие мировые эксперты обсудили будущее нейронаук и нейротехнологий на семинаре РВК. Пресс-релиз. Российская венчурная компания (21 октября 2014). Дата обращения: 14 сентября 2015.
  23. ↑ 1 2 Митин, 2014.
  24. ↑ 1 2 Губайловский, 2014.
  25. ↑ Подходы, 2015.
  26. ↑ 1 2 Понарина, 2015.
  27. ↑ Константинов, 2015.
  28. ↑ Носкова, 2015.
  29. ↑ Подходы, 2015, с. 47-50.
  30. ↑ Подходы, 2015, с. 58-60.
  31. ↑ 1 2 Подходы, 2015, с. 60.
  32. ↑ Подходы, 2015, с. 63.
  33. ↑ Подходы, 2015, с. 60-62.
  34. ↑ Подходы, 2015, с. 62-63.
  35. ↑ Подходы, 2015, с. 50.
  36. ↑ Карпов М. Интерфейсы «мозг-компьютер». Лекция психолога Василия Ключарёва о том, как нейротехнологии стирают границы между человеком и внешней средой. Lenta.ru (4 апреля 2015). Дата обращения: 14 сентября 2015.
  37. ↑ Pais-Vieira M. et al. A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information (англ.) // Scientific Reports : журнал. — Лондон: Nature Publishing Group, 2013. — 28 February (no. 3). — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep01319.
  38. ↑ Reardon S. Interspecies telepathy: human thoughts make rat move (англ.) // New Scientist : журнал. — 2013. — 13 April. — ISSN 0262-4079. — doi:10.1371/journal.pone.0060410.
  39. ↑ Ramakrishnan A. et al. Computing Arm Movements with a Monkey Brainet (англ.) // Scientific Reports : журнал. — Лондон: Nature Publishing Group, 2015. — 9 July (no. 5). — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep10767.
  40. ↑ Pais-Vieira M. et al. Building an organic computing device with multiple interconnected brains (англ.) // Scientific Reports : журнал. — Лондон: Nature Publishing Group, 2015. — 9 July (no. 5). — ISSN 2045-2322. — doi:10.1038/srep11869.
  41. ↑ Подходы, 2015, с. 41-42.
  42. ↑ Подходы, 2015, с. 39.
  43. ↑ Подходы, 2015, с. 40.
  44. ↑ Подходы, 2015, с. 41.
  45. ↑ 1 2 Подходы, 2015, с. 42.
  46. ↑ 1 2 Подходы, 2015, с. 38.
  47. ↑ Дмитрий Медведев утвердил подготовленный Минобрнауки России прогноз научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 года. Правительство Российской Федерации (20 января 2014). Дата обращения: 24 сентября 2015.
  48. ↑ О приоритетных научных задачах, для решения которых требуется задействовать возможности федеральных центров коллективного пользования научным оборудованием. Поручения и их выполнение. Правительство Российской Федерации (8 февраля 2014). Дата обращения: 24 сентября 2015.
  49. ↑ Щукин (Ижевск), 2014, с. 74, 82-83.

Литература

Рекомендуемая литература

Ссылки

Шаблон:Веб и веб-сайты

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Нейронет&oldid=73666275