ИИ впервые смог прочитать мысли человека
В ходе нового исследовании ученые из GrapheneX-UTS Human-centric Artificial Intelligence Centre при Университете технологии Сиднея (UTS) создали компактную, бесконтактную систему, которая может расшифровывать мысли и превращать их в текст. Эта технология может быть полезна людям, которые не могут говорить из-за болезни или травмы, например, инсульта или паралича. Она также может способствовать бесшовному взаимодействию между людьми и машинами, например, управлению бионической рукой или роботом.
Исследование было отобрано в качестве фокусного доклада на конференции NeurIPS—2023, ежегодном мероприятии, на котором демонстрируется мировое лидерство в области искусственного интеллекта и машинного обучения в Новом Орлеане. Ведущим разработчиком является Почетный профессор Ци-Тэ Лин, директор GrapheneX-UTS HAI Centre, а первым автором — Ицюн Дуан и аспирант Цзиньчжоу Чжоу с факультета инженерии и информационных технологий UTS.
Участники исследования молча читали фрагменты текста, надев шапочку, которая измеряла электрическую активность мозга через кожу головы с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
ЭЭГ-волны разбиваются на отдельные блоки, которые отражают определенные свойства и модели мозга человека. Это делает модель искусственного интеллекта под названием DeWave, разработанная учеными. DeWave преобразует сигналы ЭЭГ в слова и предложения, основываясь на большом объеме данных ЭЭГ.
— Ци-Тэ Лин.
Раньше технология перевода сигналов мозга на язык требовала хирургического вмешательства с имплантацией электродов в мозг, такой как Neuralink Илона Маска, или сканирования в МРТ-аппарате, который достаточно большой, дорогой и сложный в использовании. Эти методы также сталкиваются с проблемами с преобразованием сигналов мозга в отдельные слова без дополнительных средств, таких как слежение за глазами, что ограничивает практическое применение этих систем. Новая технология может работать как с отслеживанием глаз, так и без него.
Исследование UTS проводилось с участием 29 участников, что означает, что оно, вероятно, более надежно и адаптивно, чем предыдущие технологии декодирования, которые тестировались только на одном или двух людях, поскольку сигналы ЭЭГ разнятся в индивидуальном порядке.
Использование сигналов ЭЭГ, полученных через шапочку, а не через вживленные в мозг электроды, означает, что сигнал менее упорядочен. Однако, в контексте преобразования ЭЭГ, исследование демонстрирует самую современную производительность, превышающую предыдущие показатели.
— Ицюн Дуан.
Текущий показатель точности перевода составляет около 40% по метрике BLEU-1. Показатель BLEU — это число от нуля до единицы, которое измеряет степень сходства машинного перевода с набором качественных эталонных переводов. Исследователи надеются, что результат улучшится до уровня, сравнимого с традиционными системами языкового перевода или распознавания речи — не менее 90% точности.
Исследование является продолжением предыдущей технологии интерфейса «мозг-компьютер», разработанной UTS совместно с Силами обороны Австралии, которая использует мозговые волны для управления четвероногим роботом.
Исследование было отобрано в качестве фокусного доклада на конференции NeurIPS—2023, ежегодном мероприятии, на котором демонстрируется мировое лидерство в области искусственного интеллекта и машинного обучения в Новом Орлеане. Ведущим разработчиком является Почетный профессор Ци-Тэ Лин, директор GrapheneX-UTS HAI Centre, а первым автором — Ицюн Дуан и аспирант Цзиньчжоу Чжоу с факультета инженерии и информационных технологий UTS.
Участники исследования молча читали фрагменты текста, надев шапочку, которая измеряла электрическую активность мозга через кожу головы с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
ЭЭГ-волны разбиваются на отдельные блоки, которые отражают определенные свойства и модели мозга человека. Это делает модель искусственного интеллекта под названием DeWave, разработанная учеными. DeWave преобразует сигналы ЭЭГ в слова и предложения, основываясь на большом объеме данных ЭЭГ.
Исследование представляет собой новшество в области прямого преобразования необработанных ЭЭГ-волн в язык, являясь значительным прорывом в сфере. Оно впервые применяет дискретные методы кодирования в процесс перевода сигналов мозга в текст, представляя инновационный подход к нейронному декодированию. Интеграция с большими языковыми моделями также открывает новые возможности в нейронауке и искусственном интеллекте
— Ци-Тэ Лин.
Раньше технология перевода сигналов мозга на язык требовала хирургического вмешательства с имплантацией электродов в мозг, такой как Neuralink Илона Маска, или сканирования в МРТ-аппарате, который достаточно большой, дорогой и сложный в использовании. Эти методы также сталкиваются с проблемами с преобразованием сигналов мозга в отдельные слова без дополнительных средств, таких как слежение за глазами, что ограничивает практическое применение этих систем. Новая технология может работать как с отслеживанием глаз, так и без него.
Исследование UTS проводилось с участием 29 участников, что означает, что оно, вероятно, более надежно и адаптивно, чем предыдущие технологии декодирования, которые тестировались только на одном или двух людях, поскольку сигналы ЭЭГ разнятся в индивидуальном порядке.
Использование сигналов ЭЭГ, полученных через шапочку, а не через вживленные в мозг электроды, означает, что сигнал менее упорядочен. Однако, в контексте преобразования ЭЭГ, исследование демонстрирует самую современную производительность, превышающую предыдущие показатели.
Модель лучше справляется с глаголами, чем с существительными. Однако, когда дело доходит до существительных, мы видим тенденцию к синонимическим парам вместо точных переводов, например, «человек» вместо «автор». Мы полагаем, что это происходит потому, что при обработке мозгом этих слов, слова, имеющие семантическую близость, могут производить схожие паттерны мозговых волн. Несмотря на трудности, наша модель дает значительные результаты, строя ключевые слова и формируя похожую структуру предложений
— Ицюн Дуан.
Текущий показатель точности перевода составляет около 40% по метрике BLEU-1. Показатель BLEU — это число от нуля до единицы, которое измеряет степень сходства машинного перевода с набором качественных эталонных переводов. Исследователи надеются, что результат улучшится до уровня, сравнимого с традиционными системами языкового перевода или распознавания речи — не менее 90% точности.
Исследование является продолжением предыдущей технологии интерфейса «мозг-компьютер», разработанной UTS совместно с Силами обороны Австралии, которая использует мозговые волны для управления четвероногим роботом.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...