ब्रेन-컴퓨터 इंटरफ़ेस (BCIs) में प्रगति, न्यूरोलॉजिकल स्थितियों वाले लोगों को आशा प्रदान करना

ब्रेन-컴्यूटर इंटरफ़ेस (BCIs) की मांग लगातार बढ़ रही है। BCIs विज्ञान-कथा जैसा लग सकता है, लेकिन आज के सिस्टम में डाली गई अनुसंधान और विकास उन्हें कुछ अद्भुत चीज़ें करने में सक्षम बनाते हैं। ये उपकरण लोगों को केवल विचार से इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के साथ संवाद करने की अनुमति देते हैं। विशेष रूप से, कार्नेगी मेलॉन के एक समूह के शोधकर्ताओं का मानना है कि उन्होंने BCI की गुणवत्ता को सुधारने का तरीका खोज लिया है। यहाँ वह सब कुछ है जो आपको जानना चाहिए।

यह अध्ययन, जो Nature Communications में प्रकाशित हुआ, गैर-आक्रामक BCI प्रदर्शन को सुधारने की नई विधि प्रस्तुत करता है। यह विधि अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके पहनने योग्य उपकरणों और मस्तिष्क के बीच डेटा ट्रांसमिशन को बेहतर बनाती है। इस कारण उनके परिणामों ने पूरी समुदाय को उत्साहित कर दिया है।

ब्रेन-컴퓨터 इंटरफ़ेस (BCIs)

ब्रेन-컴्यूटर इंटरफ़ेस मानव और मशीन इंटरैक्शन का प्राकृतिक विकास हैं। कई लोग यह जानकर आश्चर्यचकित होते हैं कि पहला कीबोर्ड वास्तव में बहुत सोच-समझ कर नहीं बनाया गया था। कंप्यूटर डिजाइनर अन्य कार्यों पर अधिक केंद्रित थे, न कि मशीन में टेक्स्ट दर्ज करने का नया तरीका बनाने पर। अब, मशीनों के साथ इंटरैक्ट करना उन डेवलपर्स के लिए मुख्य फोकस बन गया है जो इन क्षणों को सहज बनाना चाहते हैं।

BCI उपकरण इस कार्य को पूरा कर सकते हैं। ये उपकरण आपके मस्तिष्क में विद्युत चुंबकीय धड़कनों को मापते हैं और इन धड़कनों को क्रियाओं में बदलते हैं। सबसे अच्छे सिस्टम न्यूरल सर्किट को गैर-आक्रामक प्रक्रियाओं जैसे पहनने योग्य उपकरणों के माध्यम से मॉनिटर करते हैं। इस तकनीक का लाभ यह है कि इसे बनाना सस्ता है, उपयोग करना आसान है, और कोई भी इसकी विशेषताओं का लाभ उठा सकता है।

ब्रेन-컴्यूटर इंटरफ़ेस बाजार में तेज़ी से वृद्धि

सबसे हालिया Skyquest रिपोर्ट के अनुसार, BCI बाजार राजस्व में वृद्धि देखेगा। डेटा ने दिखाया कि 2030 तक बाजार $6.18 बिलियन तक पहुँच जाएगा। यह वृद्धि अगले वर्षों में 17.16% की CAGR दर्शाती है। यह वृद्धि कई क्षेत्रों से आ रही है, जिसमें चिकित्सा, गेमिंग और मनोरंजन उद्योगों में बढ़ता उपयोग शामिल है।

उसी अध्ययन ने बताया कि AI और मशीन लर्निंग इस तकनीक को नई ऊँचाइयों तक ले जा रहे हैं। इन एल्गोरिद्मों ने सिस्टम को अधिक सीखने और सटीकता सुधारने में सक्षम बनाया है। सबसे अच्छी बात यह है कि जितना अधिक डेटा प्राप्त होता है, प्रदर्शन उतना ही बेहतर होता है। परिणामस्वरूप, BCI बाजार गंभीर वृद्धि के लिए तैयार है।

ब्रेन-컴्यूटर इंटरफ़ेस की समस्याएँ

BCI अवधारणा कागज़ पर शानदार लगती है, लेकिन मस्तिष्क तरंगों को डिकोड करना जितना कल्पना की जाती है उससे कहीं अधिक कठिन है। विशेष रूप से जब आप यह विचार करते हैं कि अधिकांश कार्य गैर-आक्रामक तरीके से किया जाना चाहिए। जनता उन कई घायल रोगियों के साथ ठीक नहीं होगी जिनके मस्तिष्क चिप इम्प्लांट गलत हो गए हों।

गैर-आक्रामक BCIs सबसे अच्छा विकल्प हैं। वे एकीकृत करने में आसान हैं और यहाँ तक कि गंभीर रूप से विकलांग व्यक्तियों द्वारा भी सार्वभौमिक रूप से उपयोग किए जा सकते हैं। आज, गैर-आक्रामक BCIs खोपड़ी के बाहर मस्तिष्क तरंग गतिविधि को मापते हैं। इस अतिरिक्त बाधा के कारण इन उपकरणों की सटीकता काफी घट जाती है, जिससे आक्रामक विकल्पों की तुलना में त्रुटि दर अधिक होती है।

अध्ययन

अध्ययन, “Transcranial focused ultrasound to V5 enhances human visual motion brain-computer interface by modulating feature-based attention,” दर्शाता है कि अल्ट्रासाउंड-लक्षित न्यूरो-मॉड्यूलेशन गैर-आक्रामक BCIs के साथ मस्तिष्क संचार क्षमताओं को सुधार सकता है। शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया कि क्या ट्रांसक्रैनियल फोकस्ड अल्ट्रासाउंड (tFUS) को हाई-डेंसिटी इलेक्ट्रोएन्सेफैलोग्राफी (EEG) स्रोत इमेजिंग (ESI) के साथ मिलाकर प्रदर्शन को सुधार सकता है और द्विदिश संचार की क्षमता प्रदान कर सकता है।

शोधकर्ता

यह रिपोर्ट कार्नेगी मेलॉन के शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तुत की गई, जिसका नेतृत्व बिन हे कर रहे हैं। उनकी टीम ने वर्षों तक BCI तकनीक पर शोध, विकास और सुधार किया है। विशेष रूप से, शोधकर्ता गैर-आक्रामक BCIs में विशेषज्ञ हैं, जिससे वे इस अध्ययन को करने के लिए आदर्श समूह बनते हैं।

विशेष रूप से, इस अध्ययन को NIH की The BRAIN Initiative और Helping to End Addiction Long-term Initiative (NIH HEAL Initiative) से महत्वपूर्ण समर्थन मिला। इन समूहों ने सामग्री और वित्तीय सहायता प्रदान की ताकि शोधकर्ताओं को सभी आवश्यक उपकरण मिल सकें। डेटा अब विभिन्न आवश्यक वैज्ञानिक अध्ययनों को आगे बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाएगा।

परीक्षण

अध्ययन के परीक्षण चरण में 25 विषयों को एक कस्टम-निर्मित EEG कैप से सुसज्जित किया गया। यह कैप मस्तिष्क तरंगों को कैप्चर और रजिस्टर करने के लिए डिज़ाइन किया गया, जिन्हें फिर प्रोसेसिंग के लिए AI एल्गोरिद्म को भेजा जाता है। सिस्टम डीप लर्निंग एल्गोरिद्म का उपयोग करके तरंगों को डिकोड करता है और अपने अनुभवों के विस्तार के साथ प्रदर्शन को सुधारता है।

प्रतिभागियों को दो मुख्य कार्यों को पूरा करना था। पहला कार्य एक रोबोटिक आर्म को नियंत्रित करना था। सभी विषय केवल अपने मन से मैकेनिकल हाथ को सफलतापूर्वक हिलाने में सक्षम थे। अगले परीक्षण में प्रतिभागियों को एक BCI स्पेलर का उपयोग करना पड़ा। स्पेलर अक्सर विकलांग व्यक्तियों द्वारा संचार में सुधार के लिए उपयोग किए जाते हैं।

परिणाम

अध्ययन के परिणाम आश्चर्यजनक थे। प्रतिभागियों ने आसानी से रोबोटिक आर्म को नियंत्रित किया। AI एल्गोरिद्म ने वास्तविक समय में मस्तिष्क गतिविधि को संबंधित कार्यों में सफलतापूर्वक अनुवादित और डिकोड किया। डिवाइस ने फिर एक रिटर्न सिग्नल एन्कोड किया, जिससे व्यक्ति को पता चला कि कार्य पूरा हो गया है। यह द्विदिश संचार इस तकनीक के लिए पहली बार था, जो विकास में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर दर्शाता है।

डेटा ने उजागर किया कि tFUS ने EEG पहनने योग्य उपकरणों के प्रदर्शन को उल्लेखनीय रूप से सुधार दिया। उपकरण बेहतर मस्तिष्क गतिविधि को कैप्चर करने में सक्षम थे, जिससे BCI स्पेलर कार्य में त्रुटि कम हुई। उच्च-आवृत्ति तरंगों ने थीटा और अल्फा गतिविधियों, डॉर्सल विज़ुअल प्रोसेसिंग, और थीटा न्यूरल ऑसिलेशन को बढ़ाया। बाद के संकेतों ने एकाग्रता को सुधार दिया।

स्रोत – Carnegie Mellon

BCI स्पेलर परीक्षण परिणाम

BCI स्पेलर परीक्षण परिणामों ने दिखाया कि जब दृश्य कॉर्टेक्स पर बाहरी रूप से फोकस्ड अल्ट्रासाउंड बीम लागू किया गया, तो प्रतिभागी लगातार वांछित शब्द को सही ढंग से लिख पाए। वैज्ञानिकों ने अपने परिणामों का अध्ययन किया और पाया कि न्यूरोमॉड्यूलेशन ने न्यूरल एंगेजमेंट को बढ़ाया, जिससे सटीकता में वृद्धि हुई। प्रतिभागी कार्नेगी मेलॉन सहित जटिल शब्द भी लिख पाए। परिणामस्वरूप, यह突破 (ब्रेकथ्रू) लाखों विकलांग व्यक्तियों के जीवन को वैश्विक स्तर पर सुधार सकता है।

लाभ

यह शोध आने वाले महीनों में गंभीर लाभ प्रदान कर सकता है। एक ओर, उनका अध्ययन BCI तकनीक में निवेश और अनुसंधान को आगे बढ़ाने में मदद करता है। कीबोर्ड व्यक्तिगत कंप्यूटर के परिचय के बाद से समान रहा है। BIC एक विशाल अपग्रेड का प्रतिनिधित्व करेगा जो नई तकनीकी युग के द्वार खोल देगा।

शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि फोकस्ड अल्ट्रासाउंड न्यूरोमॉड्यूलेशन मस्तिष्क की बाहरी EEG सेंसरों के साथ संचार क्षमता को सुधारता है। अब, टीम अधिक छोटे संस्करण बनाने की कोशिश करेगी जिन्हें कोई भी कहीं भी उपयोग कर सके। अतिरिक्त रूप से, अधिक डेटा के परिचय के साथ AI मॉडल का विस्तार होगा।

उपयोग केस

BCI कंप्यूटर उपकरणों के कई उपयोग केस हैं। कल्पना करें कि आप केवल अपने मन से अपने स्मार्टफ़ोन को नियंत्रित कर सकते हैं। सामान्य व्यक्ति के लिए यह कार्य जादू जैसा लगता है, लेकिन विज्ञान बहुत दूर नहीं है। जहाँ यह तकनीक अंतर लाती है, वह है इसके प्रमुख उपयोग केस:

स्वास्थ्य देखभाल

दुनिया भर में लाखों लोग विकलांग हैं और संचार या जटिल कार्यों को नेविगेट नहीं कर पाते। BCIs को AI के साथ एकीकृत करने से इन व्यक्तियों का जीवन बहुत सरल हो सकता है। यह तकनीक स्वचालित यात्रा सेवाओं के साथ मिलकर औसत व्यक्ति को उनकी शारीरिक स्थिति की परवाह किए बिना घूमने और कार्य करने में सक्षम बनाएगी। न्यूरोलॉजिकल स्थितियों से पीड़ित लोगों के लिए यह समाधान पूरी तरह उपयुक्त है।

उद्योग

BCIs के कई तरीके हैं जिनसे वे औद्योगिक प्रक्रियाओं को सुव्यवस्थित कर सकते हैं। ये प्रोटोकॉल इंजीनियरों और अन्य कुशल कार्यकर्ताओं को वास्तविक समय में मूल्यवान डेटा तक पहुंच और साझा करने में मदद करेंगे। यह जानकारी शक्तिशाली AI एल्गोरिद्म के साथ मिलकर दक्षता बढ़ाएगी और जहाँ भी संभव हो परिणामों में सुधार करेगी।

इस शोध से लाभान्वित हो सकने वाली कंपनियां

BCIs में निरंतर शोध भविष्य में नई तकनीकों के अपनाने को तेज़ करेगा। विशेष रूप से, अधिकांश उद्योगों में तकनीकी बाधाओं को हटाना वास्तविकता बन जाएगा क्योंकि BCIs अधिक प्रचलित हो रहे हैं। अभी के लिए, यहाँ कुछ फर्में हैं जो BCI बाजार के विस्तार के साथ समझदारी से स्थित हैं।

1. Blackrock Neurotech

Blackrock Neurotech BCI क्षेत्र में एक प्रमुख प्रतिस्पर्धी है। कंपनी के पास कई उत्पाद सार्वजनिक रूप से उपलब्ध हैं जो BCI तकनीक का उपयोग करते हैं। MoveAgain BCI सिस्टम एक FDA-स्वीकृत समाधान है जो विकलांग व्यक्तियों को BCI के माध्यम से गति सीमा, संचार और अधिक में सुधार करने में सक्षम बनाता है।

Blackrock Neurotech इनवेसिव BCI तकनीक में विशेषज्ञता रखता है। ये छोटे इम्प्लांट गैर-आक्रामक तकनीकों की तुलना में बेहतर सिग्नल शक्ति और सटीकता प्रदान करते हैं क्योंकि वे खोपड़ी के हस्तक्षेप से बचते हैं। कंपनी एक ऐसा उत्पाद भी प्रदान करती है जो विकलांग व्यक्तियों को अपने विचारों से माउस कर्सर को चलाने की अनुमति देता है। इन सभी विशेषताओं में लाखों लोगों के जीवन को सुधारने की क्षमता है।

Blackrock Neurotech की संपत्तियां बढ़ रही हैं। कंपनी ने लॉन्च पर USDT (TETHER) से भारी फंडिंग प्राप्त की और इसका उपयोग अपने उत्पाद प्रसाद और शोध को बढ़ाने में किया। कंपनी का नवीनतम उत्पाद Neurolace कहलाता है। यह एक अत्यधिक संवेदनशील इम्प्लांट है जिसमें +10k चैनल हैं, जो पूर्व के प्रस्तावों की तुलना में अधिक सटीकता प्रदान करता है।

2. Trimble

(TRMB )

Trimble BCI तकनीक को निर्माण प्रक्रिया में एक आवश्यक जोड़ के रूप में देखता है। कंपनी आर्किटेक्चर, इंजीनियरिंग और कंस्ट्रक्शन उद्योगों को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए उत्पादों में विशेषज्ञता रखती है। कंपनी ने हाल ही में Neurable के साथ साझेदारी की, जिससे नई टूल्स पेश किए जा रहे हैं जो प्रदर्शन और उत्पादकता को बढ़ाते हैं।

इस उद्योग में BCI पहनने योग्य उपकरण का उपयोग प्रमुख परियोजनाओं पर निर्माण और सहयोग प्रयासों को सुव्यवस्थित करने में मदद करेगा। यह बिल्डरों की जटिल सिद्धांतों और अवधारणाओं को संवाद करने की क्षमता को सुधारता है। AR और VR समाधान को एकीकृत करना इंजीनियरिंग के बदलते कई तरीकों में से एक है। भविष्य में, AI-संवर्धित इंजीनियर BCI सिस्टम का उपयोग करके नई डिज़ाइन सोचेंगे, जिन्हें फिर सिमुलेशन में परीक्षण के बाद स्वीकृति और निर्माण के लिए भेजा जाएगा।

Trimble एक अमेरिकी सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर प्रदाता है जिसने गुणवत्ता के लिए प्रतिष्ठा बनाई है। निर्माता का रिकॉर्ड और प्रसाद इसे किसी भी पोर्टफ़ोलियो में एक अच्छा जोड़ बनाते हैं। अतिरिक्त रूप से, उनका BCI तकनीक के साथ काम करना उद्योग को बदलने की क्षमता रखता है।

अन्य उल्लेखनीय BCI प्रगति

कई अन्य BCI प्रगति और परियोजनाएं हैं जो उल्लेखनीय हैं। ये तकनीकी breakthroughs नवाचार और अपनाने को आगे बढ़ाते रहते हैं। यहाँ कुछ सबसे उल्लेखनीय BCI प्रगति हाल ही में की गई हैं।

चीन की सेना

चीनी सेना ने हाल ही में एक नई BCI इंटरफ़ेस दिखाकर कई लोगों को चिंतित कर दिया। यह इंटरफ़ेस एक बंदर से जुड़ा था जो डिवाइस का उपयोग करके वास्तविक समय में एक मैकेनिकल आर्म को सफलतापूर्वक नियंत्रित कर रहा था। उल्लेखनीय रूप से, चीनी सरकार BCI तकनीक की बड़ी समर्थक है। पहले उन्होंने इस तकनीक को स्मृति, नींद, ध्यान और अन्य मस्तिष्क कार्यों को सुधारने के एक शानदार साधन के रूप में बताया था। अब, यह तकनीक उनके युद्धकर्मियों को सटीक बनाए रखने में मदद करेगी।

अमेरिकी सेना

पीछे नहीं रहने के लिए, अमेरिकी सेना ने भी अपनी कुछ BCI प्रयोगों में भाग लिया है। एक अध्ययन में सैनिकों ने अपने मन से रोबोटिक कुत्तों को नियंत्रित किया। शोधकर्ताओं ने एक सैनिक को मैकेनिकल कुत्ते को मानचित्र पर विभिन्न वेपॉइंट्स के माध्यम से निर्देशित किया। सैनिक Microsoft HoloLens प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग कर रहा था।

यह अमेरिकी सेना की BCI क्षमताओं में पहली पहल नहीं है। 2015 में, शोधकर्ताओं ने एक विकलांग महिला को मस्तिष्क संकेतों के माध्यम से एक सिम्युलेटेड F-35 को नियंत्रित करने में सक्षम बनाया था। परिणामस्वरूप, भविष्य में युद्ध अधिक मानसिक हो सकता है, जैसा कि अभी तक कल्पना नहीं की गई है।

ब्रेन-컴्यूटर इंटरफ़ेस का भविष्य

जैसे-जैसे शोधकर्ता अधिक संवेदनशील और प्रभावी मस्तिष्क तरंग मापने वाले उपकरण और पहनने योग्य बनाते हैं, BCI की क्षमताएं सुधारेंगी। भविष्य में, सिग्नल प्रोसेसिंग उन्नत AI मॉडलों के साथ सुधरेगी जो जटिल मस्तिष्क गतिविधियों को आसानी से एन्कोड कर सकते हैं। इस प्रकार, वह दिन दूर नहीं जब आप सिर्फ पिज़्ज़ा की इच्छा करेंगे, और इससे पहले कि आप समझें, एक ड्रोन आपके दरवाज़े पर गर्म पिज़्ज़ा रखेगा।

ब्रेन-컴्यूटर इंटरफ़ेस दुनिया को बदल सकते हैं

जब आप BCI की अनंत संभावनाओं को देखते हैं, तो यह देखना आसान है कि एक भविष्य जहाँ हर कोई लगभग अलौकिक क्षमताओं से संपन्न हो। कल्पना करें कि आप अपने मन से संवाद, निर्माण और विचार साझा कर सकते हैं। ये सभी कार्य और बहुत कुछ बस कार्नेगी मेलॉन जैसे प्रतिभाशाली इंजीनियरों के निरंतर प्रयासों के कारण निकट ही हैं।

आप यहाँ यहाँ अधिक रोमांचक ब्लॉकचेन प्रोजेक्ट्स के बारे में सीख सकते हैं।