Antarmuka Otak‑Komputer (BCI) Berkembang, Memberi Harapan bagi Mereka dengan Kondisi Neurologis

Permintaan untuk antarmuka otak‑komputer (BCI) terus meningkat. BCI mungkin terasa seperti fiksi ilmiah, tetapi penelitian dan pengembangan yang diterapkan pada sistem saat ini membuatnya mampu melakukan hal‑hal menakjubkan. Perangkat ini memungkinkan orang berkomunikasi dengan perangkat elektronik hanya dengan pikiran. Secara khusus, sekelompok peneliti dari Carnegie Mellon percaya mereka telah menemukan cara untuk meningkatkan kualitas BCI. Berikut yang perlu Anda ketahui.

The studi, yang dipublikasikan di Nature Communications, memperkenalkan metode baru untuk meningkatkan kinerja BCI non‑invasif. Metode ini memanfaatkan ultrasonik untuk meningkatkan transmisi data antara perangkat yang dapat dipakai dan otak. Karena itu, hasil mereka telah menggembirakan seluruh komunitas.

Antarmuka Otak‑Komputer (BCI)

Antarmuka otak‑komputer adalah evolusi alami interaksi manusia dan mesin. Banyak orang terkejut mengetahui bahwa keyboard pertama tidak banyak dipikirkan. Para perancang komputer lebih fokus pada tugas lain daripada menciptakan cara baru untuk memasukkan teks ke dalam mesin. Sekarang, berinteraksi dengan mesin menjadi fokus utama bagi pengembang yang berusaha membuat momen ini menjadi mulus.

Perangkat BCI dapat melakukan tugas ini. Perangkat ini mengukur pulsa elektromagnetik di otak Anda dan menerjemahkan pulsa tersebut menjadi tindakan. Sistem terbaik memantau sirkuit saraf menggunakan prosedur non‑invasif seperti perangkat yang dapat dipakai. Keunggulan teknologi ini adalah murah untuk diproduksi, mudah digunakan, dan siapa pun dapat memanfaatkan fiturnya.

Pasar Antarmuka Otak‑Komputer Diperkirakan Melonjak

Berdasarkan laporan Skyquest terbaru, pasar BCI diperkirakan akan mengalami peningkatan pendapatan. Data menunjukkan pasar akan berkembang menjadi $6,18 miliar pada tahun 2030. Pertumbuhan ini mewakili CAGR sebesar 17,16% untuk tahun‑tahun berikutnya. Pertumbuhan ini berasal dari banyak sektor termasuk peningkatan penggunaan di industri medis, game, dan hiburan.

Studi yang sama mengungkapkan bagaimana AI dan pembelajaran mesin meningkatkan teknologi ini ke tingkat baru. Algoritma‑algoritma tersebut memungkinkan sistem belajar melakukan lebih banyak dan meningkatkan akurasi. Yang terbaik, semakin banyak data yang diterima, semakin baik kinerjanya. Oleh karena itu, pasar BCI siap mengalami pertumbuhan signifikan.

Masalah dengan Antarmuka Otak‑Komputer

Konsep BCI terdengar bagus di atas kertas, tetapi menguraikan gelombang otak jauh lebih sulit daripada yang dibayangkan. Terutama ketika Anda mempertimbangkan bahwa sebagian besar pekerjaan harus dilakukan secara non‑intrusif. Publik tidak akan menerima banyak pasien yang terluka akibat implan chip otak yang gagal.

BCI non‑invasif adalah pilihan terbaik. Mereka mudah diintegrasikan dan tersedia secara universal bahkan untuk individu yang sangat cacat. Saat ini, BCI non‑invasif mengukur aktivitas gelombang otak di luar tengkorak. Lapisan interferensi tambahan ini secara signifikan mengurangi akurasi perangkat, menghasilkan tingkat kesalahan yang lebih tinggi dibandingkan opsi invasif.

Studi

Studi, “Transcranial focused ultrasound to V5 enhances human visual motion brain‑computer interface by modulating feature‑based attention,” mengungkapkan bahwa neuromodulasi yang ditargetkan dengan ultrasonik dapat meningkatkan kemampuan komunikasi otak dengan BCI non‑invasif. Para peneliti ingin menguji apakah Transcranial focused ultrasound (tFUS) yang dikombinasikan dengan elektroensefalografi (EEG) kepadatan tinggi dan pencitraan sumber (ESI) dapat meningkatkan kinerja serta menyediakan kemampuan komunikasi dua arah.

Peneliti

Laporan tersebut disampaikan oleh peneliti Carnegie Mellon yang dipimpin oleh Bin He. Timnya telah menghabiskan bertahun‑tahun meneliti, mengembangkan, dan meningkatkan teknologi BCI. Secara khusus, para peneliti berspesialisasi dalam BCI non‑invasif, menjadikan mereka kelompok ideal untuk melakukan studi ini.

Secara khusus, studi ini menerima dukungan signifikan dari NIH’s The BRAIN Initiative dan Helping to End Addiction Long‑term Initiative (NIH HEAL Initiative). Kelompok‑kelompok ini memberikan dukungan material dan keuangan untuk memastikan peneliti memiliki akses ke semua alat yang diperlukan. Data tersebut kini akan digunakan untuk memperluas berbagai studi ilmiah yang sangat dibutuhkan.

Uji

Fase pengujian studi memperkenalkan 25 subjek yang dipasangi topi EEG buatan khusus. Topi tersebut dirancang untuk menangkap dan merekam gelombang otak yang kemudian dikirim ke algoritma AI untuk diproses. Sistem menggunakan algoritma pembelajaran mendalam untuk mendekode gelombang dan meningkatkan kinerja seiring bertambahnya pengalaman.

Para peserta memiliki dua tugas utama. Tugas pertama adalah mengendalikan lengan robotik. Semua subjek berhasil memanipulasi tangan mekanik hanya dengan pikiran mereka. Tes berikutnya melibatkan peserta menggunakan penulis BCI. Penulis biasanya digunakan oleh individu penyandang disabilitas untuk meningkatkan komunikasi.

Hasil

Hasil studi sangat membuka mata. Para peserta dapat mengendalikan lengan robotik dengan mudah. Algoritma AI berhasil menerjemahkan dan mendekode aktivitas otak menjadi tugas yang relevan secara real‑time. Perangkat kemudian mengkodekan sinyal balik, memberi tahu individu bahwa tugas selesai. Komunikasi dua arah ini merupakan yang pertama untuk teknologi ini, menandai tonggak penting dalam pengembangan.

Data menunjukkan bahwa tFUS secara signifikan meningkatkan kinerja perangkat EEG yang dapat dipakai. Perangkat tersebut dapat menangkap aktivitas otak dengan lebih baik sehingga mengurangi kesalahan pada tugas penulis BCI. Gelombang frekuensi tinggi membantu meningkatkan aktivitas theta dan alfa, pemrosesan visual dorsal, serta osilasi neural theta yang lebih tinggi. Sinyal‑sinyal tersebut meningkatkan konsentrasi.

Sumber – Carnegie Mellon

Hasil Uji Penulis BCI

Hasil uji penulis BCI menunjukkan bahwa peserta dapat mengeja kata yang diinginkan secara konsisten ketika sinar ultrasonik terfokus diterapkan secara eksternal pada korteks visual otak. Ilmuwan meneliti hasil mereka dan menemukan bahwa neuromodulasi meningkatkan keterlibatan neural, menghasilkan akurasi yang lebih tinggi. Peserta dapat mengeja kata‑kata kompleks termasuk Carnegie Mellon sebagai bagian dari tes. Oleh karena itu, terobosan ini dapat meningkatkan kehidupan jutaan individu penyandang disabilitas secara global.

Manfaat

Penelitian ini dapat menghasilkan manfaat signifikan dalam beberapa bulan mendatang. Pertama, studi mereka membantu memperluas investasi dan penelitian pada teknologi BCI. Keyboard tetap sama sejak komputer pribadi diperkenalkan. BCI akan menjadi peningkatan besar yang membuka pintu bagi era teknologi baru.

Para peneliti telah menunjukkan bagaimana neuromodulasi ultrasonik terfokus pada otak meningkatkan kemampuannya berkomunikasi dengan sensor EEG eksternal. Sekarang, tim akan berusaha membuat versi yang lebih miniatur dari teknologi mereka yang dapat digunakan di mana saja oleh siapa saja. Selain itu, model AI akan berkembang seiring lebih banyak data diperkenalkan.

Kasus Penggunaan

Ada banyak kasus penggunaan untuk perangkat komputer BCI. Bayangkan mengendalikan smartphone Anda hanya dengan pikiran. Bagi orang kebanyakan, tugas ini tampak seperti sihir tetapi ilmunya tidak terlalu jauh. Di mana teknologi ini membuat perbedaan adalah ketika Anda menyelami kasus penggunaan utamanya:

Kesehatan

Jutaan orang di seluruh dunia mengalami disabilitas dan tidak dapat berkomunikasi atau menangani tugas kompleks. Integrasi BCI dengan AI dapat membuat hidup mereka jauh lebih sederhana. Teknologi ini akan digabungkan dengan layanan perjalanan otomatis untuk memungkinkan orang biasa bergerak dan melakukan tugas terlepas dari kondisi fisik mereka. Bagi mereka yang menderita kondisi neurologis, solusi ini sangat masuk akal.

Industri

Ada banyak cara di mana BCI dapat membantu menyederhanakan proses industri. Protokol ini akan membantu insinyur dan pekerja terampil lainnya mengakses dan berbagi data berharga secara real‑time. Informasi ini akan digabungkan dengan algoritma AI yang kuat untuk meningkatkan efisiensi dan memperbaiki hasil di mana pun memungkinkan.

Perusahaan yang Dapat Mendapat Manfaat dari Penelitian Ini

Penelitian berkelanjutan tentang BCI akan membantu mendorong adopsi teknologi baru di masa depan. Secara khusus, penghilangan hambatan teknis untuk adopsi di sebagian besar industri akan menjadi kenyataan seiring BCI menjadi lebih umum. Untuk saat ini, berikut beberapa perusahaan yang berada pada posisi yang tepat seiring pasar BCI berkembang.

1. Blackrock Neurotech

Blackrock Neurotech adalah pesaing utama di sektor BCI. Perusahaan ini memiliki beberapa produk yang tersedia untuk publik yang memanfaatkan teknologi BCI. Sistem MoveAgain BCI adalah solusi yang disetujui FDA yang memungkinkan individu penyandang disabilitas meningkatkan rentang gerak, komunikasi, dan lainnya menggunakan BCI.

Blackrock Neurotech berspesialisasi dalam teknologi BCI invasif. Implan kecil ini memiliki kekuatan sinyal dan akurasi yang lebih baik dibandingkan teknik non‑invasif karena menghindari interferensi kranial. Perusahaan juga menawarkan produk bagi penyandang disabilitas yang memungkinkan mereka menggerakkan kursor mouse dengan pikiran. Semua fitur ini berpotensi meningkatkan kehidupan jutaan orang.

Aset Blackrock Neurotech sedang naik. Perusahaan memperoleh pendanaan besar dari USDT (TETHER) saat peluncuran dan telah menggunakannya untuk meningkatkan penawaran produk dan penelitian. Produk terbaru perusahaan disebut Neurolace. Ini adalah implan sangat sensitif dengan lebih dari 10 ribu kanal untuk memberikan presisi lebih tinggi dibandingkan penawaran sebelumnya.

2. Trimble

(TRMB )

Trimble melihat teknologi BCI sebagai tambahan penting dalam proses pembangunan. Perusahaan berspesialisasi dalam produk yang dirancang untuk meningkatkan industri arsitektur, teknik, dan konstruksi. Perusahaan memperkenalkan solusi data cerdas dan baru‑baru ini bermitra dengan Neurable, berupaya memperkenalkan alat baru yang meningkatkan kinerja dan produktivitas.

Penggunaan BCI yang dapat dipakai dalam industri ini akan membantu menyederhanakan proses penciptaan dan kolaborasi pada proyek‑proyek besar ke depan. Meningkatkan kemampuan para pembangun untuk mengkomunikasikan teori dan konsep kompleks. Integrasi solusi AR dan VR adalah salah satu dari beberapa cara rekayasa sedang berubah. Di masa depan, insinyur yang didukung AI akan menggunakan sistem BCI untuk merancang desain baru yang kemudian akan masuk ke simulasi untuk pengujian sebelum disetujui dan dibuat.

Trimble adalah penyedia perangkat lunak dan perangkat keras berbasis AS yang telah membangun reputasi untuk kualitas. Rekam jejak dan penawaran produsen menjadikannya tambahan yang baik untuk portofolio apa pun. Selain itu, kerja mereka dengan teknologi BCI berpotensi mengubah industri.

Kemajuan BCI Penting Lainnya

Ada banyak kemajuan dan proyek BCI lain yang layak disebutkan. Terobosan teknologi ini terus mendorong inovasi dan adopsi. Berikut beberapa kemajuan BCI paling penting yang baru‑baru ini dibuat.

Militer China

Militer China baru‑baru ini membuat banyak orang khawatir setelah menampilkan antarmuka BCI baru. Antarmuka tersebut terhubung ke seekor monyet yang menggunakan perangkat itu untuk mengendalikan lengan mekanik secara real‑time. Secara khusus, pemerintah China sangat mendukung teknologi BCI. Di masa lalu, mereka mempromosikan teknologi ini sebagai cara yang bagus untuk meningkatkan memori, tidur, perhatian, dan fungsi otak lainnya. Sekarang, teknologi ini akan membantu menjaga prajurit mereka tetap tepat.

Militer Amerika

Tak mau kalah, militer AS telah terlibat dalam beberapa eksperimen BCI mereka sendiri. Salah satu studi melibatkan tentara mengendalikan anjing robot dengan pikiran mereka. Peneliti menugaskan seorang tentara mengarahkan anjing mekanik melalui berbagai titik pada peta. Tentara tersebut menggunakan platform Microsoft HoloLens.

Ini bukanlah upaya pertama militer AS dalam memanfaatkan kemampuan yang ditawarkan BCI. Pada tahun 2015, peneliti memberdayakan seorang wanita penyandang disabilitas untuk mengendalikan simulasi f‑35 menggunakan sinyal otak. Oleh karena itu, di masa depan, perang mungkin menjadi lebih bersifat mental daripada yang dibayangkan.

Masa Depan Antarmuka Otak‑Komputer

Seiring peneliti menciptakan perangkat pengukur gelombang otak yang lebih sensitif dan efektif serta perangkat yang dapat dipakai, kemampuan BCI akan meningkat. Di masa depan, pemrosesan sinyal akan ditingkatkan bersamaan dengan model AI canggih yang dapat dengan mudah mengkodekan aktivitas otak yang kompleks. Dengan demikian, hari ketika Anda hanya menginginkan pizza, sebelum Anda menyadarinya, sebuah drone sudah membawa kue panas ke depan pintu Anda.

Antarmuka Otak‑Komputer Dapat Mengubah Dunia

Ketika Anda melihat potensi tak terbatas yang dimiliki BCI, mudah membayangkan masa depan di mana setiap orang tampak memiliki kekuatan hampir supermanusia. Bayangkan menggunakan pikiran Anda untuk berkomunikasi, membangun, dan berbagi ide. Semua tugas ini dan banyak lagi berada di ujung jari berkat upaya berkelanjutan insinyur cerdas seperti yang ada di Carnegie Mellon

Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang proyek blockchain yang menarik di sini.