20 فبراير 2023 - شيلي جونز
نسخة محدثة - 25 يوليو 2023
واجهات الدماغ والكمبيوتر (BCIs) هي أنظمة تسمح للأشخاص بالتواصل مباشرة مع أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة الأخرى باستخدام نشاط الدماغ. الفكرة الأساسية وراء BCI هي تسجيل الإشارات الكهربائية أو غيرها من الإشارات التي ينتجها الدماغ ، وتفسير هذه الإشارات باستخدام الخوارزميات ، واستخدام المعلومات الناتجة للتحكم في جهاز كمبيوتر أو جهاز آخر.
Loading...
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو
دعونا نلقي نظرة على الخطوات المتضمنة في عمل أنظمة واجهات الدماغ والحاسوب.
الخطوة الأولى هي تسجيل نشاط الدماغ باستخدام واحد أو أكثر من أجهزة الاستشعار. يمكن أن تكون هذه المستشعرات غازية ، مثل الأقطاب الكهربائية التي توضع مباشرة في الدماغ ، أو غير الغازية ، مثل الأقطاب الكهربائية الموضوعة على الرأس أو المستشعرات الضوئية التي تقيس التغيرات في تدفق الدم إلى الدماغ.
ثم تتم معالجة وتحليل الإشارات الأولية التي يتم الحصول عليها من أجهزة الاستشعار. الهدف هو استخراج المعلومات ذات الصلة من الإشارات الأولية التي يمكن استخدامها للتحكم في الجهاز.
ثم يتم تفسير الإشارات المعالجة باستخدام خوارزميات التعلم الآلي أو تقنيات التعرف على الأنماط الأخرى. الهدف هو فك شفرة نوايا المستخدم أو أوامره من نشاط الدماغ وترجمتها إلى أوامر الجهاز.
تستخدم الإشارات المفسرة للتحكم في جهاز كمبيوتر أو جهاز آخر. على سبيل المثال ، قد يكون المستخدم قادرًا على تحريك المؤشر على شاشة الكمبيوتر ، أو تشغيل ذراع آلية ، أو التحكم في كرسي متحرك باستخدام نشاط دماغه.
يعد مستقبل واجهات الدماغ والحاسوب مثيرًا ويحمل إمكانية تحقيق تقدم كبير في مجموعة متنوعة من المجالات. دعونا نلقي نظرة على بعض المجالات المحتملة حيث يمكن أن تلعب واجهات الدماغ والحاسوب دورًا مهمًا.
يمكن أن تساعد واجهات الدماغ والكمبيوتر الأشخاص الذين يعانون من الشلل في التحكم في الأطراف الاصطناعية أو الكراسي المتحركة أو الأجهزة الأخرى في أفكارهم.
يمكن استخدام واجهات الدماغ والكمبيوتر لإنشاء تجارب ألعاب أكثر غامرة ، حيث يمكن للمستخدمين التحكم في الشخصيات أو التفاعل مع العالم الافتراضي باستخدام أفكارهم.
يمكن استخدام واجهات الدماغ والحاسوب لتعزيز التعلم والتدريب في مجالات مثل الطب والطيران والجيش. من خلال تقديم ملاحظات في الوقت الفعلي حول نشاط الدماغ ، يمكن أن تساعد واجهة الدماغ والحاسوب الأفراد على تحسين قدراتهم المعرفية ، والاحتفاظ بالذاكرة ، ووقت رد الفعل.
يمكن أن تساعد واجهات الدماغ والكمبيوتر الأطباء في تصميم خطط علاجية للمرضى بناءً على أنماط نشاط الدماغ الفريدة لديهم. وهذا يتيح علاجات أكثر دقة وفعالية.
قد تمكن واجهات الدماغ والكمبيوتر الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات التواصل مثل التصلب الجانبي الضموري (ALS) أو الشلل الدماغي من التواصل بشكل أكثر كفاءة.
كان هناك الكثير من الأعمال البحثية المثيرة للاهتمام حول واجهات الدماغ والحاسوب في علم الأعصاب. دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة البارزة.
في دراسة أجريت في عام 2006 ، كان المستخدمون يتحكمون في ذراع آلية باستخدام الصور الحركية وميض العين. أظهرت الدراسة أنه يمكن استخدام إشارات EEG للتحكم في واجهات الدماغ والحاسوب.
في عام 2012 ، أظهرت دراسة استخدام الواجهة العصبية للتحكم في الوصول إلى الحركات وإمساكها لدى الأشخاص المصابين بالشلل الرباعي. أظهرت الدراسة أن المستخدمين تمكنوا من التحكم في حركات الذراع الآلية باستخدام أفكارهم.
ستتطلب التطورات في واجهة الدماغ والحاسوب تقدمًا كبيرًا في علم الأعصاب والهندسة وعلوم الكمبيوتر. هناك تحديات مثل تقليل حجم وتكلفة أجهزة واجهة الدماغ والكمبيوتر وتحسين دقة إشارات الدماغ. بشكل عام ، يعد مستقبل واجهة الدماغ والكمبيوتر واعدًا ، ومن المرجح أن نستمر في رؤية تقدم كبير في هذا المجال في السنوات القادمة.
واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) هي تقنية تسمح بالاتصال المباشر بين دماغ بشري وجهاز خارجي. يقوم بذلك عن طريق ترجمة نشاط الدماغ إلى أوامر للجهاز ، متجاوزًا المسار التقليدي للأعصاب والعضلات المحيطية.
يعمل BCI عن طريق الكشف عن إشارات من الدماغ ، وغالبًا ما تستخدم مستشعرات EEG (تخطيط كهربية الدماغ) ، وترجمة هذه الإشارات إلى أوامر يمكن لجهاز خارجي فهمها. هذا يتطلب خوارزميات معقدة وتقنيات معالجة الإشارات.
تعد BCIs واعدة في مجموعة من التطبيقات ، من حالات الاستخدام الطبي مثل مساعدة الأفراد المصابين بالشلل على التحكم في الأطراف الصناعية ، إلى الترفيه والألعاب. يمكن استخدامها أيضًا في علاج الصحة العقلية والارتجاع العصبي وربما حتى في زيادة الإدراك البشري.
نعم ، تحمل BCIs وعدًا كبيرًا لمساعدة الأفراد المصابين بالشلل. من خلال تجاوز الجهاز العصبي غير العامل ، يمكن أن يسمح BCI لشخص مشلول بالتحكم في الأجهزة الخارجية مثل أجهزة الكمبيوتر أو الأطراف الصناعية مباشرة بأفكارهم.
تتضمن BCIs الغازية الغرس الجراحي للأقطاب الكهربائية في الدماغ. لديهم القدرة على تقديم قراءات دقيقة للغاية لنشاط الدماغ ، ولكن تأتي أيضًا مع زيادة المخاطر ، بما في ذلك خطر الإصابة بالعدوى أو تلف الأنسجة.
لا تتطلب BCIs غير الغازية إجراء عملية جراحية وبدلاً من ذلك تجمع إشارات الدماغ باستخدام الأجهزة الموضوعة على فروة الرأس. في حين أنها أكثر أمانًا وراحة ، فإنها تقدم عادةً قراءات أقل دقة من نظيراتها الغازية بسبب تداخل الجمجمة وفروة الرأس.
الارتجاع العصبي هو نوع من الارتجاع البيولوجي يستخدم عروض في الوقت الفعلي لنشاط الدماغ ، غالبًا من خلال BCI ، لتعليم التنظيم الذاتي لوظيفة الدماغ. يمكن استخدامه في علاج حالات مثل اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه والقلق واضطرابات النوم.
يعد التعامل مع الضوضاء والحفاظ على دقة الإشارة تحديًا كبيرًا في تقنية BCI. يتم التعامل مع هذا عادةً من خلال تقنيات معالجة الإشارات المتطورة ، وخوارزميات التعلم الآلي للتعرف على الأنماط ، واستخدام أجهزة استشعار عالية الجودة.
نعم ، يمكن استخدام BCIs في أنظمة الواقع الافتراضي ، مما يوفر بُعدًا جديدًا للتفاعل. يمكن للمستخدم التحكم في بيئة افتراضية أو صورة رمزية مباشرة بأفكاره ، مما قد يخلق تجربة غامرة أكثر.
يلعب التعلم الآلي دورًا مهمًا في تقنية BCI. غالبًا ما تُستخدم خوارزميات التعلم الآلي لفك تشفير الأنماط المعقدة لنشاط الدماغ إلى أوامر قابلة للتنفيذ. يمكن لهذه الخوارزميات تحسين أدائها بمرور الوقت من خلال التعلم من البيانات السابقة.
لا تزال تقنية BCI في مرحلة مبكرة نسبيًا ، لكنها تتقدم بسرعة. يركز البحث الحالي على تحسين دقة وموثوقية أنظمة BCI ، وهناك بالفعل بعض الأجهزة التجارية المتاحة ، مثل تلك المستخدمة في الارتجاع العصبي أو الألعاب.
تثير تقنية BCI مجموعة من الاعتبارات الأخلاقية ، مثل قضايا الخصوصية والموافقة والتغييرات المحتملة على جوانب الهوية الشخصية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أسئلة حول الوصول والمساواة ، حيث قد تكون تقنيات BCI باهظة الثمن.
بينما يمكن لتكنولوجيا BCI تفسير أنماط معينة من نشاط الدماغ ، إلا أنها غير قادرة على قراءة الأفكار بالطريقة التي قد نفهمها بها. يمكن لـ BCI فك شفرة نوايا محددة تتعلق بالمهمة التي تم تدريب نظام BCI عليها ، لكنها لا تستطيع "قراءة العقول" بالمعنى الواسع.
يمكن أن يكون هناك بعض المخاطر المرتبطة باستخدام BCIs ، وخاصة الغازية منها. تشمل هذه المخاطر الضرر الجسدي المحتمل من إجراء الزرع ، والمخاطر النفسية ، مثل القلق أو الضيق. تحمل BCIs غير الغازية مخاطر أقل ، ولكن لا يزال من المحتمل أن تسبب عدم الراحة أو تهيج الجلد.
لدى BCIs القدرة على تحسين علاج الصحة العقلية ، لا سيما من خلال تقنيات الارتجاع العصبي. من خلال تقديم ملاحظات في الوقت الفعلي حول نشاط الدماغ ، يمكن أن تساعد BCIs الأفراد على تعلم كيفية تنظيم وظائف المخ الخاصة بهم ، والتي قد تكون مفيدة لحالات مثل اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه أو القلق.
مستقبل تكنولوجيا BCI واسع النطاق. لديها القدرة على إحداث ثورة في مجالات مثل الطب وعلم النفس والترفيه وغير ذلك. من المرجح أن يؤدي التقدم في علم الأعصاب والهندسة والتعلم الآلي إلى أن تصبح BCIs أكثر شيوعًا وفعالية ويمكن الوصول إليها.
تخطيط كهربية الدماغ ، أو مخطط كهربية الدماغ ، هي طريقة لمراقبة نشاط الدماغ باستخدام أقطاب كهربائية موضوعة على فروة الرأس. في BCIs ، غالبًا ما تستخدم EEG لجمع إشارات الدماغ التي سيترجمها نظام BCI بعد ذلك إلى أوامر لجهاز خارجي.
تستخدم BCIs الخوارزميات لتفسير الأنماط المعقدة للنشاط الكهربائي الناتج عن الدماغ. هذه الخوارزميات ، التي تعتمد غالبًا على التعلم الآلي ، تحدد الأنماط المرتبطة بأفكار أو نوايا محددة وترجمتها إلى أوامر يمكنها التحكم في جهاز خارجي.
نعم ، بدأ استخدام BCIs في صناعة الألعاب. من خلال توفير رابط مباشر بين أفكار اللاعب والتحكم في اللعبة ، فإن BCIs لديها القدرة على إنشاء تجارب ألعاب أكثر غامرة وتفاعلية.
18 سبتمبر 2023
10 أغسطس 2023
8 يونيو 2023
البقاء على علم.
احصل على تغطية الصناعة الحائزة على جوائز ، بما في ذلك آخر الأخبار ودراسات الحالة ونصائح الخبراء.
النجاح في التكنولوجيا هو البقاء على اطلاع!
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو
يتبرع
تبرعك السخي يحدث فرقًا كبيرًا!
اختيارات منتجاتنا
قم بتبسيط تجربة التسوق الخاصة بك مع منتجاتنا ذات التصنيف العالي التي أوصى بها الخبراء.
اختيارات منتجاتنا
قم بتبسيط تجربة التسوق الخاصة بك مع منتجاتنا ذات التصنيف العالي التي أوصى بها الخبراء.
اختيارات منتجاتنا
قم بتبسيط تجربة التسوق الخاصة بك مع منتجاتنا ذات التصنيف العالي التي أوصى بها الخبراء.
البقاء على علم.
احصل على تغطية الصناعة الحائزة على جوائز ، بما في ذلك آخر الأخبار ودراسات الحالة ونصائح الخبراء.
النجاح في التكنولوجيا هو البقاء على اطلاع!
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو
يتبرع
تبرعك السخي يحدث فرقًا كبيرًا!
Loading...
Wakening Wholesome Wellness™
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو