Недавно опубликованный компанией Neuralink ролик с макакой, которая играет в пинг-понг силой мысли, произвел неизгладимое впечатление на публику. Но стэнфордский доктор наук проанализировал ролик с позиции профессионала в области нейрофизиологии. Он считает, что эта демонстрация имеет огромное значение и для научного сообщества.
Пол Нуюжукиан (Paul Nuyujukian) — доцент кафедры биоинженерных наук, нейрохирургии и электротехники Стэнфордского университета. Сейчас он занимает должность директора лаборатории интерфейсов мозг-компьютер. В общей сложности за плечами у ученого — 15 лет опыта научной деятельности в области нейроинтерфейсов, он работал как с животными, так и с людьми. Он квалифицированный врач (MD) и доктор наук (PhD).
На ютьюб-канале своей лаборатории Нуюжукиан разместил получасовое видео, в котором разобрал недавно выпущенный ролик Neuralink. С точки зрения квалифицированного специалиста на поприще разработки и эксплуатации нейроинтерфейсов, эта демонстрация достижений очередного стартапа Илона Маска вызывает интерес. Попробуем изложить суть небольшой лекции.
Правила приличия
Поскольку Нуюжукиан не первый день в научных кругах, свое выступление он начинает важной формальностью — обозначением возможных связей (или их отсутствия) с объектом обсуждения. Это необходимо, чтобы зрители и коллеги понимали, насколько сильно ученый сам может быть подвержен когнитивным искажениям в своих суждениях. Номинально к Neuralink он не имеет никакого отношения, никогда не работал на эту компанию, не оказывал консультационных услуг или иным образом не взаимодействовал с ней. И тем более стартап никогда не платил ему ранее или за публикацию этого видео.
Тем не менее область нейронаук сравнительно тесная, так что многие близкие знакомые и коллеги Нуюжукиана связаны с Neuralink. Например, оба его советника во время его постдокторантуры — Кришна Шэнной и Джейми Хендерсон — консультируют компанию многие годы. Как и Нуюжукиан, они работают в Стэнфорде, но в полном соответствии с профессиональной этикой в детали сотрудничества с Neuralink коллег не посвящают.
Иными словами, ученый не обладает никакой инсайдерской информацией: все его суждения основаны исключительно на тех данных, что стартап публиковал в открытых источниках. Что касается обсуждаемого видео, речь идет еще и о соответствующей записи в официальном блоге Neuralink. Все нижеизложенное — только профессиональное мнение Нуюжукиана как сотрудника лаборатории Стэнфордского университета.
Среда проведения эксперимента
С первых же секунд ролика специалист отмечает массу полезных посланий, которые заметны профессионалу. Например, обычному зрителю может показаться, что окружающая подопытную макаку Пейджера обстановка — лишь красивые декорации. Но, как объясняет ученый, на самом деле, это важно для проведения эксперимента. Обезьяна садится на удобный насест в виде толстой ветки, что для нее привычно и знакомо, похоже на естественную среду обитания. Одновременно с этим на стены бокса, где макаке предстоит играть на компьютере, проецируются джунгли.
Все эти элементы формируют комфортное окружение, минимизирующее стресс и благоприятствующее продуктивной деятельности животного. Люди и большая часть оборудования (кроме самого дисплея, джойстика и трубки, подающей вознаграждение — банановый смуззи) находятся снаружи бокса и не отвлекают Пейджера ни звуками, ни самим фактом своего присутствия. Со стороны макака выглядит расслабленной и ведет себя совершенно естественно.
Кстати о животном: Нуюжукиан и тут смог предоставить больше информации, чем считывается из ролика неподготовленным зрителем. На видео показан обыкновенный макак-резус — весьма распространенный модельный организм в нейронауках, ученые обладают богатым опытом работы с этим видом. Фактически значительная часть наших знаний об устройстве центральной нервной системы человека и приматов в целом получена благодаря именно этим животным. Нуюжукиан и сам много работал с резусами в своей практике.
Имплантация и подключение
Диктор в видео отмечает, что проплешина на голове животного — след недавней (около шести недель до съемок) имплантации чипа. По словам Нуюжукиан, этот факт действительно поражает. Даже имея большой опыт общения с резусами со стороны, невозможно сказать, что Пейджеру что-то внедрили в череп. Настолько незаметный дизайн импланта важен для последующей клинической практики при установке чипа людям. Обычные нейроинтерфейсы громоздки, даже беспроводные. А самые распространенные вовсе представляют собой толстый пучок проводов, торчащий из головы. Фактически Neuralink — первый полностью имплантируемый интерфейс мозг-компьютер с большим количеством каналов.
Момент подключения чипа к смартфону по Bluetooth может показаться некой данью моде, работой на массовую аудиторию, привыкшую к зрелищным презентациям гаджетов. Однако, как отмечает Нуюжукиан, это скорее послание коллегам-нейрофизиологам. Использование протоколов — стандартных в IT-индустрии — говорит о многом. Например, что настройка, совершенствование и отслеживание ошибок в таком подключении будут простыми, понятными и удобными. Кроме того, считывание статуса имплантата без использования специализированного оборудования банально сэкономит время исследователям.
Фантастический объем данных и новизна для отрасли
Отдельно специалист объясняет некоторые технические моменты Neuralink, выглядящие поистине сногсшибательно в сравнении с существующими решениями. Последние два десятилетия стандартом для нейроинтерфейсов служил типовой массив электродов, носящий название Utah Electrode Array. Это матрица 10х10 волокон, позволяющая считывать данные с сотни каналов. Однако технология, проверенная временем и работающая как часы, уже практически исчерпала свой потенциал. Устройства Neuralink состоят из четырех чипов с 16 нитями, на каждой из которых расположены 16 электродов. В сумме это дает 1024 канала для считывания электрических сигналов с головного мозга. Напомним, в голове Пейджера находится сразу два таких гаджета.
Неподдельное восхищение у Нуюжукиана вызвало дополнительное видео, опубликованное стартапом в своем блоге. На нем представлена визуализация мощности сигналов на каждом электроде с привязкой к структуре мозга подопытного животного. Каждая колонна на трехмерном графике — нить с 16 контактами (сферы). Чем крупнее сфера, тем интенсивнее сигнал, а его цвет показывает, во время какого движения рукой макака нейроны активизировались (направление). Что немаловажно, специалисты Neuralink наглядно продемонстрировали: они точно знают положение каждого электрода в тканях.
Это важно для более точного анализа активности различных отделов головного мозга. А следовательно, для получения огромного количества подробных данных как для медицинских целей, так и для научных. Нуюжукиан объяснил, что на фото с операции хорошо видно, куда именно имплантировали устройство: это моторная кора, расположенная около центральной борозды, различимой внизу кадра.
Кстати говоря, в дополнение к своим словам Нуюжукиан собрал целую коллекцию научных работ, которые наверняка знакомы сотрудникам Neuralink. Они описывают различные варианты нейроинтерфейсов и их компонентов, а также методики декодирования сигналов. Своеобразный список для чтения тем, кто хочет погрузиться в тему по-настоящему глубоко. Среди прочего одна из статей, которая точно использовалась стартапом, — за авторством самого стэнфордского доктора наук. Она посвящена упражнению, выполняемому Пейджером в ролике: выбор одной подсвеченной плитки из массива 6х6. Помимо важности процесса выполнения задания, программа позволяет измерять поток данных, генерируемых подопытным с помощью нейроинтерфейса (цифры посередине правого края экрана).
Софт
Настоящий праздник души для Нуюжукиан наступает, когда в ролике Neuralink камера переходит на программу, анализирующую сигналы, которые поступают с имплантата. Для непосвященного человека это лишь интерфейс какой-то служебной «софтины», но Нуюжукиан показывает, какой объем информации специалист с этого кадра считывает. Там и подробности об устройстве нейроинтерфейса и о том, как полученные данные обрабатываются:
- Судя по времени в заголовке окна и названию файла с логом сессии, видео записано утром в пятницу, 2 апреля. Ролик опубликован в течение недели после этого, будто компания спешила поделиться своими достижениями без задержек;
- Верхняя строка, сразу под заголовком окна, содержит техническую информацию. Название выбранного оператором чипа (одного из четырех в каждом импланте Neuralink) и пункт streaming замазаны, но остальное различимо. Аппаратный адрес (MAC) беспроводного модуля и версия прошивки нам ни о чем не говорят, статус настроек спящего режима и выхода из режима ожидания просто любопытны. Занимательно, что разработчики интегрировали в устройство датчики температуры и влажности. А вот остальные пункты — самое интересное;
- Во время записи видео устройство не заряжалось (Charging — -64 пикоампера на индуктивной катушке) и было подключено к компьютеру по беспроводной сети (RSSI — мощность радиосигнала). Напряжение батареи составляло около 3,7 вольта, из чего можно сделать вывод, что, скорее всего, используется литийионный аккумулятор. Учитывая текущий расход энергии — 17,3 миллиампера, — Нуюжукиан примерно оценивает потребляемую мощность всей электроники импланта в 64 милливатта. И, по его мнению, это хорошее значение, устройство получилось крайне энергоэффективным;
- Отдельно указано количество потерянных при передаче пакетов данных (drops);
- Большая черно-белая полоса ниже — растровое представление поступающих с чипа сигналов активности головного мозга. По вертикали показаны каналы, по горизонтали — время замера с шагом в 25 миллисекунд. Данные нормализованы, чтобы слишком сильные сигналы не заглушали соседние каналы;
- Есть возможность буквально послушать выбранный канал. Это интересная и распространенная практика в нейрофизиологии — взять сигналы с головного мозга подопытного и преобразовать их в звук. Человек по-разному воспринимает информацию визуально и на слух, так что это может быть полезно;
- В нижней области экрана собраны различные настройки приема, записи и обработки сигналов. Можно выбрать между разными режимами (пики активности или замер изменений сопротивления), а также сохранять отдельные каналы;
- Из лога становится очевидно, что в момент съемки видео пакеты данных приходили каждые 10 секунд и содержали данные по отдельным каналам за это время;
- Исходя из факта, что в соединении были потери, на транспортном уровне использовался протокол UDP, а данные упаковывали с помощью библиотеки ZMQ. Учитывая энергопотребление и ограниченный размер пакетов, инженеры выбрали спецификацию Bluetooth 2.1 с пропускной способностью до двух мегабит в секунду (возможно, и третью версию, но маловероятно). Это простое, изящное решение, основанное на хорошо известных и широко применяющихся технологиях. Иными словами, так делают почти все разработчики нейроинтерфейсов.
Свой обзор программного обеспечения Neuralink Нуюжукиан резюмирует фразой о том, что, по его мнению, система получилась интересная, сложная и продвинутая. Потенциально она обладает широким спектром возможностей для самых разных применений.
Упражнение с квадратами, пинг-понг и выводы
Глядя на то, как Пейджер наводит курсор на подсвеченный квадрат, когда джойстик уже отключен от компьютера, Нуюжукиан отмечает деталь, о которой диктор умолчал. Ученый считает, что в Neuralink умолчали о разнице в обработке сигналов во время калибровки и при выполнении упражнения обезьяной. Это никак не отражается на сути эксперимента — просто любопытная техническая подробность. Когда макак во время калибровки системы управляет курсором при помощи джойстика, выбор квадрата определяется задержкой указателя на нем. А после отключения устройства ввода, когда курсор двигается на основании данных, полученных через нейроинтерфейс, имитируется клик по цели. Судя по всему, декодер сигналов был настроен так для повышения надежности работы.
Отдельно Пол указывает на «битрейт» сбоку от игрового поля. По его словам, цифры вполне обычные, как и у других нейроинтерфейсов, то есть Пейджер справляется с заданием наравне с подопытными в аналогичных экспериментах. При этом ученый считает, что алгоритмы Neuralink явно еще не оптимизированы, так что производительность будет существенно выше. Игра в пинг-понг с инженерной точки зрения гораздо проще выбора квадратов. Тут нужно отслеживать всего одно измерение, а не три (x, y и «клик»). С другой стороны, для животного понять принципы такого задания может быть поначалу непросто. Но Нуюжукиан знает, зачем Neuralink включила в ролик этот фрагмент: он хорошо запоминается и производит впечатление на самую широкую публику.
Завершает импровизированную лекцию Нуюжукиан на позитивной ноте. Он ждет дальнейших шагов команды Neuralink, а компания, как он считает, уже готова к клиническим испытаниям технологии. Судя по тому, что Пол увидел и прочитал в открытых источниках, стартап либо активно собирает, либо уже собрал все необходимые документы для получения разрешения использовать имплант на людях от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Возможно, первые парализованные пациенты получат устройства Neuralink в течение года или двух.
Для специалиста эта демонстрация достижений выглядела очень убедительно. Компания показала, что впервые за 20 лет появилось полностью новое оборудование для считывания мозговой активности. Оно обладает на порядок большей производительностью и успешно испытано на приматах. По сути, в арсенале нейрофизиологов появился первый компактный, беспроводной, полнофункциональный интерфейс мозг-компьютер. Это невероятно обнадеживающее достижение и для науки, и для медицины.
Тут нужно грамотное управление потоком, а не только сами дороги. Многоуровневое разделение грузового, полугрузового и легкового трафика с просчетом каждого потока.
В идеале, город должен быть спроектирован, как единая ячейка с определенной нагрузкой и возможностью расширения путём подключения новых автономных ячеек к существующей. Для уже сушествующих городов это конечно не совсем актуально, но вот идея постройки многоуровневых подземных транспортных систем и коммуникаций мне очень нравится. Убрать все трубы, провода и большую часть дорог под землю, оставив сверху парки, леса и дома.
А вот один однополосный тоннель Илона Маска сам по себе абсолютно бесполезен. Но нужно же с чего то начинать.
проблема в том, что это можно достичь только в экономике а-ля застой, когда машина это предел мечтаний и за ней ещё в очереди постоять нужно.
В любой другой ситуации перекрывающая площадь дорог будет немножко больше площади города.
Если закопать всех водятлов под землю, то это решит проблему пробок
Да это бесконечный спор. Сначала строят общество потребляцтва, а потом, когда километровые пробки на дорогах - начинают ругацца и спорить. Да хоть всю планету в асфальт закатай - если машин дохулиарды и всё больше покупают, места не хватит.
А тунель у него однополосный? А если какой нибудь дебил встанет в нем? А если встанет как нибудь раком?
Не понял притензии к хорошим дорогам. Если они, как было сказано - отбирают трафик у окольных путей, то разве не в этом, блтъ, суть? Чтобы окольные пути разгрузить. А по сути - когда нибудь и американцам придется учиться в общественный транспорт, а автомобиль станет роскошью. Неизбежно.
Прикол в том, что машины не будут ездить в туннели своим ходом. Будут передвигаться на платформах.
1)Однополосный. Как обычно на однополосной дороге, разгружаем тунель и вынимаем дурочка. А так как тунелей пребпологается много, потоки перенапрввляем.
2)Желают то пробки уничтожить, а не окольные пути разгрузить
Пробки из-за машин легковых. Сделать общественный транспорт хороший и легковые запретить. Пробок не станет.
а тех, кто против — расстрелять
О вот это по нашему, это мы любим
А хули они отнимают детство?!
Увы, но не все так просто. Во многих американских агломерациях очень низкая плотность людей, и общественный транспорт становится либо слишком неудобным, либо нерентабельным.
Мне до работы ехать около 50 км в одну сторону из "деревушки", в которой живет максимум 1000 человек. И что делать? Пускать отдельный маршрут? А что с загрузкой? Пускать мало автобусов ради экономии, или много ради удобства?
Свезти всех в человейники по 100+ этажей, которые понатыкать в ста метрах от заводов или где там основные работы ;)
О блять, любители Варламова.
Себе что-то запрещайте. Я, например, брезгую ездить с толпой на общественном транспорте.
Для этого и нужен хороший общественный транспорт. Чтоб ездить на нем было приемлемо.
Хороший транспорт не решает для меня ни одну из проблем. Ебал я ездить с остальными. И приемлемо - это не для меня. Мне нужен комфорт.
Даже когда каждый вид общественного транспорта будет ехать по выделенной полосе в три раза быстрее, чем все остальные, когда в нем будет чисто и тепло - я предпочту постоять в пробке, но в своём авто.
Увы, но все в пробках стоит из-за нежелания властей городов решать транспортные проблемы.
noname3911 имеет право делать все, что не запрещено законом - в т.ч. ездить на своей машине, даже если это вредит экологии и создает пробки.
Другое дело, что городские/федеральные власти должны регулировать поток водителей в городе. Либо морковкой спереди (например, выделенные линии для машин с 2+ людьми, либо общественным транспортом, либо строя объездные дороги), либо морковкой сзади (платные парковки, платный въезд и т.д.)
Ну про "превосходить потребности" понятно. Тоннель-то тут при чем? Это же должно быть рациональным решением - строить тоннель или надземную дорогу, или просто полос добавить. Всё никак не может успокоиться с эти провальным "транспортом в трубе"?
На поверхности места для дорог уже нет
Если сделать дорог больше чем людей умноженных на площадь машин, то они не смогут занять всю площадь дорог
Сказано же строим подземные дороги во много уровней.
Сколько потребуется. Вся идея удешевить строительство тунеллей чтобы было плевать на это
Конечно весь мир же сейсмоопасная зона и вообще если технологию нельзя использовать везде то эта технология не нужна.
А самая крупная компания производитель электромобилей просто так случайно получилась. Как и ракетная компания с 50+ подряд успешными пусками тяжёлого носителя.
Ну так секта краха Илона, что-нибудь ответит на сей удивительный факт?
Вы меня с кем то путаете. Молитесь усерднее на супербатарейку.
Так всё таки пояснить не можете как получился топ 1 производитель электроавто в мире из мошеничества.
https://cs13.pikabu.ru/images/big_size_comm/2020-01_1/157807...
Делать бутерброд или торт "Наполеон" из дорог. Пятьдесят уровней вниз и пятьдесят вверх.
или просто развенчивать культ жоповозки. Дешевле выйдет.
Не выйдет. Потому что жоповозка - не культ. Сейчас это реально средство передвижения и даже гигиены.
Культ. Грамотно организованный ОТ это средство передвижения, а тотальная автомобилизация это средство стояния в пробках.
Я брезгую непонятно с кем в транспорте ездить. Вот физически противно. Почему я должен разрешать кому-то об себя обтираться, наступать на ноги, пропускать, уступать, думать есть рядом больные или нет, итп? Нахер мне такое не надо. Я лучше в пробке постою, но с комфортом.
ну и езди на общественном транспорте. Почему ты другим это навязываешь? Может ты меня еще заставишь киркорова по телевизору смотреть или еще какую чушь? Ни один общественный транспорт не доставит мою тушку так, как это сделает мой автомобиль. Да еще жизнь постороннему водителю надо доверять. А если мне много куд надо заехать то вообще караул. А если дождь - придется идти до остановки и мокнуть. Такси могло бы выручить, но тоже есть свои неудобства - 1) хз как водит водитель - мало доверия. 2) Надо заказывать авто перед тем как поехать. А потом еще и ждать приезда машины. А если планы изменятся, то водитель такси меня будет ждать - тоже не очень удобно. 3) нельзя говорить о всяком, когда рядом посторонний и тп. В общем не торт. В ОТ еще хуже.
Собственно в этом и вся фишка данной задумки - уровней можно будет впихнуть сколько душе угодно в отличии от наземных развязок.
1) Чем глубже, тем труднее.
2) Подземные коммуникации, канализации, водопроводы, накопленные за прошедшие столетия.
3) Подземные воды передают привет.
4) Магма передаёт пламенный привет.
Первый пункт обычно автоматически нивелирует второй, а четвёртый вообще можно игнорировать везде кроме какой нибудь Исландии.
землетрясения, плавуны, карсты, выходы кристалических щитов смотрят на это дело с вежливым интересом.
Без грамотной геологоразведки никуда =_=
Вы-то, разумеется, умнее Маска? :)