رمز عبور ذهنی برای حفاظت از افکار
چگونه تراشه مغزی جدید استنفورد با یک رمز عبور ذهنی، هم افکار را رمزگشایی میکند و هم از حریم خصوصی محافظت مینماید
رمز عبور ذهنی، محافظی برای افکار انسان
برای اولین بار، یک رابط مغز و رایانه تنها پس از تصور یک کلمه کلیدی توسط کاربر فعال میشود تا از افشای افکار خصوصی جلوگیری کند
محققان دانشگاه استنفورد یک رابط مغز و رایانه (BCI) انقلابی ساختهاند که نه تنها میتواند “گفتار درونی” یا جملات تصور شده در ذهن را رمزگشایی کند، بلکه برای اولین بار به یک مکانیزم “رمز عبور ذهنی” برای محافظت از حریم خصوصی کاربر مجهز شده است. این فناوری که برای کمک به افراد مبتلا به اختلالات شدید گفتاری طراحی شده، یک گام بزرگ در جهت ارتباطات ایمن و مسئولانه مبتنی بر ذهن است.
این سیستم با استفاده از میکروالکترودهای کاشته شده در قشر حرکتی مغز، سیگنالهای عصبی مرتبط با افکار را ثبت میکند. سپس، مدلهای هوش مصنوعی این سیگنالها را به واحدهای گفتاری (واکهها) تبدیل کرده و مدلهای زبان، آنها را به صورت تقریباً آنی به کلمات و جملات کامل تبدیل میکنند. این دستگاه در آزمایشها توانست با واژگانی متشکل از ۱۲۵,۰۰۰ کلمه، به دقت ۷۴ درصد در تفسیر جملات تصوری دست یابد.
اما نوآوری کلیدی و حیاتی این پژوهش، ویژگی حریم خصوصی آن است. برای جلوگیری از رمزگشایی تصادفی افکار شخصی، دستگاه در حالت غیرفعال باقی میماند و تنها زمانی شروع به “گوش دادن” به افکار میکند که کاربر به صورت آگاهانه به یک کلمه کلیدی از پیش تعیین شده فکر کند. این “رمز عبور ذهنی” به عنوان یک کلید فعالسازی عمل کرده و کنترل کامل را در دستان کاربر قرار میدهد. این مطالعه که در مجله معتبر Cell منتشر شده، نشاندهنده یک پیشرفت بزرگ در ساخت BCIهایی است که نه تنها قدرتمند، بلکه امن و قابل اعتماد هستند.
سایبرکست قسمت 25 : تراشه مغزی ذهنخوان با “رمز عبور ذهنی”
رمزگشایی از افکار با تراشه مغزی “ذهنخوان” و قابلیت محافظت از حریم خصوصی!
دستاورد جدید استنفورد، توازنی هوشمندانه بین تواناییهای شگفتانگیز فناوری ذهنخوان و ضرورت حیاتی حفظ حریم خصوصی ایجاد میکند.
مقدمه:
در عصر پیشرفتهای سرسامآور تکنولوژی، مرزهای بین علم و داستانهای علمی-تخیلی بیش از پیش محو میشوند. یکی از هیجانانگیزترین این پیشرفتها، توسعه رابطهای مغز و کامپیوتر (BCI) است که نویدبخش بازگرداندن صدا به کسانی است که توانایی تکلم خود را از دست دادهاند. اما این بار، با یک پیچش فوقالعاده مهم و بحثبرانگیز روبرو هستیم: یک تراشه مغزی جدید نه تنها میتواند افکار درونی ما را رمزگشایی کند، بلکه مجهز به یک “رمز عبور ذهنی” برای حفظ حریم خصوصی کاربران است. این دستاورد چشمگیر، گامی بلند و معنادار در توسعه BCIها به شمار میرود که پتانسیل انقلابی در نحوه تعامل انسان با فناوری را دارد.
رابط مغز و کامپیوتر (BCI) چیست و چرا “گفتار درونی” مهم است؟
رابطهای مغز و کامپیوتر (BCI) سیستمهایی هستند که سیگنالهای مغزی را به متن یا صوت ترجمه میکنند. این فناوری به ابزاری امیدبخش برای بازگرداندن توانایی تکلم در افراد مبتلا به فلج یا کنترل عضلانی محدود تبدیل شده است. اغلب دستگاههای موجود، از کاربر میخواهند که تلاش کند کلمات را با صدای بلند بگوید، که این خود میتواند خستهکننده و ناراحتکننده باشد.
اما آنچه این تحقیق جدید را خاص میکند، توانایی آن در رمزگشایی “گفتار درونی” یا همان “مکالمه خاموش” در ذهن افراد است. سال گذشته نیز، سارا واندلت، مهندس عصبشناس از موسسات فیناشتاین برای تحقیقات پزشکی، و همکارانش، اولین BCI را برای رمزگشایی گفتار درونی توسعه دادند که بر سیگنالهای ناحیه “سوپرامارژینال ژیروس” مغز، که نقش مهمی در گفتار و زبان دارد، متکی بود. این پیشرفت، مسیری تازه را برای افرادی گشود که حتی توانایی تلاش برای صحبت کردن را هم ندارند.
چگونه این تراشه “افکار” را به “کلمات” تبدیل میکند؟
تیم تحقیقاتی به سرپرستی ارین کونز، مهندس عصبشناس از دانشگاه استنفورد، رویکردی نوین را در پیش گرفتند. آنها سیگنالهای مغزی را از میکروالکترودهایی که در قشر حرکتی مغز (ناحیهای که در حرکات ارادی نقش دارد) چهار شرکتکننده قرار داده شده بود، جمعآوری کردند. هر چهار شرکتکننده در تکلم مشکل داشتند؛ یکی به دلیل سکته مغزی و سه نفر دیگر به دلیل بیماری نورون حرکتی (یک بیماری تخریبکننده اعصاب که منجر به از دست دادن کنترل عضلانی میشود).
محققان از شرکتکنندگان خواستند که یا سعی کنند مجموعهای از کلمات را بگویند و یا تصور کنند که آنها را میگویند. بررسی فعالیت مغزی شرکتکنندگان نشان داد که گفتار تلاشی و گفتار درونی هر دو از یک ناحیه مغزی سرچشمه میگیرند و سیگنالهای عصبی مشابهی تولید میکنند، اما سیگنالهای مرتبط با گفتار درونی ضعیفتر هستند.
با استفاده از این دادهها، کونز و همکارانش مدلهای هوش مصنوعی را آموزش دادند تا “واکهها” (کوچکترین واحدهای گفتار) را در ضبطهای عصبی شناسایی کنند. سپس، تیم از مدلهای زبان برای به هم پیوستن این واکهها و تشکیل کلمات و جملات به صورت “تقریباً آنی” (near-real time) استفاده کردند، آن هم با واژگانی متشکل از 125,000 کلمه.
نتیجه باورنکردنی بود: این دستگاه 74 درصد از جملات تصوری توسط دو شرکتکننده را که دستور داده شده بود به عبارات خاصی فکر کنند، به درستی تفسیر کرد. این سطح از دقت، مشابه دقت BCI قبلی تیم برای گفتار تلاشی است.
محافظت از حریم خصوصی: نوآوری “رمز عبور ذهنی“
اما بیایید به بخش هیجانانگیز و حیاتی این دستاورد بپردازیم: حفظ حریم خصوصی. ارین کونز اشاره میکند که این خطر وجود دارد که BCIهای گفتار درونی بتوانند به طور تصادفی جملاتی را رمزگشایی کنند که کاربران هرگز قصد گفتن آنها را نداشتهاند. اینجاست که مکانیسم “رمز عبور ذهنی” وارد میشود.
این دستگاه ذهنخوان تنها زمانی شروع به رمزگشایی گفتار درونی کاربران میکند که آنها به یک کلمه کلیدی خاص از پیش تعیین شده فکر کنند. سارا واندلت، این مکانیسم رمز عبور را یک راه ساده برای محافظت از حریم خصوصی کاربران میداند که ویژگی بسیار مهمی برای کاربرد این دستگاهها در دنیای واقعی است. این اطمینان میدهد که سیستم به طور تصادفی جملاتی را که کاربران ترجیح میدهند برای خود نگه دارند، ترجمه نمیکند. این ویژگی، نه تنها یک پیشرفت فنی است، بلکه پاسخی هوشمندانه به نگرانیهای اخلاقی و حریم خصوصی پیرامون فناوریهای “ذهنخوان” است.
گامی فراتر به سوی آیندهای با ارتباطات بیمرز اما ایمن
این مطالعه که در تاریخ 14 آگوست در مجله Cell منتشر شد، نه تنها قابلیتهای شگفتانگیز BCIها را به نمایش میگذارد، بلکه مسیر را برای توسعه دستگاههایی هموار میکند که نه تنها قدرتمند، بلکه امن و محافظ حریم خصوصی کاربران هستند.
پیشرفتهایی مانند این، به افراد بسیاری امید میدهد که به دلیل شرایط پزشکی، از نعمت گفتار محروم شدهاند. توانایی “صحبت کردن” تنها با فکر کردن به کلمات، میتواند کیفیت زندگی آنها را به شکل چشمگیری بهبود بخشد. این فقط در مورد بازیابی یک عملکرد نیست، بلکه در مورد بازگرداندن عزت نفس، استقلال و توانایی برقراری ارتباط کامل با جهان است.
جمعبندی :
در سایبرمگ، ما همواره پیگیر این نوع پیشرفتهای علمی هستیم که نه تنها مرزهای دانش را جابجا میکنند، بلکه آینده انسان را دگرگون میسازند. با ظهور فناوریهای “ذهنخوان”، اهمیت مکانیسمهایی مانند “رمز عبور ذهنی” بیش از پیش آشکار میشود. این دستاورد، بار دیگر نشان میدهد که با ترکیب هوش مصنوعی، مهندسی پیشرفته و تحقیقات پزشکی، میتوانیم به راهحلهایی برسیم که تا دیروز تنها در خیالمان میپروراندیم. این یک گام هیجانانگیز به سوی آیندهای است که در آن ارتباطات، حتی در سکوت ذهن، میتواند بدون ترس از نقض حریم خصوصی، جریان یابد.
———————————————————————————
• نکات کلیدی:
- رمزگشایی گفتار درونی: یک تراشه مغزی جدید میتواند جملاتی را که فرد صرفاً در ذهن خود تصور میکند، به متن تبدیل کند.
- نوآوری “رمز عبور ذهنی”: برای اولین بار، یک BCI به مکانیزم امنیتی مجهز شده که تنها با یک فرمان ذهنی (فکر کردن به یک کلمه کلیدی) فعال میشود.
- حفاظت از حریم خصوصی: این ویژگی از رمزگشایی تصادفی افکار درونی و خصوصی کاربر جلوگیری کرده و کنترل کامل را به او میدهد.
- دقت بالا: سیستم در آزمایشها به دقت ۷۴ درصد در تفسیر جملات تصوری با واژگان ۱۲۵,۰۰۰ کلمهای دست یافته است.
- کاربرد درمانی: این فناوری امیدی تازه برای بازگرداندن توانایی ارتباط در افرادی است که به دلیل سکته مغزی یا بیماریهای عصبی، قدرت تکلم خود را از دست دادهاند.
- مکانیسم علمی: سیستم با خواندن سیگنالها از قشر حرکتی مغز و استفاده از مدلهای هوش مصنوعی برای شناسایی واکهها و ساخت کلمات کار میکند.
• نکات تکمیلی:
- تیم تحقیقاتی: این پژوهش توسط تیمی به رهبری ارین کونز از دانشگاه استنفورد انجام شده است.
- انتشار در مجله معتبر: نتایج این مطالعه در مجله علمی برجسته Cell منتشر شده است.
- تفاوت با روشهای قبلی: این روش بر خلاف بسیاری از BCIهای دیگر، نیازی به “تلاش برای صحبت کردن” توسط کاربر ندارد و برای افراد با فلج شدید مناسبتر است.
• نتیجه گیری:
توسعه یک BCI با قابلیت رمزگشایی گفتار درونی یک دستاورد شگرف است، اما ادغام آن با یک “رمز عبور ذهنی”، یک نقطه عطف در این حوزه محسوب میشود. این پژوهش استنفورد نشان میدهد که میتوان فناوریهای کمکرسان بسیار قدرتمند را با تعبیه کنترل کاربری و حفظ حریم خصوصی در هسته طراحی، به شکلی مسئولانه توسعه داد. با تضمین اینکه قابلیت “ذهنخوانی” تنها به صورت عمدی و با اجازه کاربر فعال میشود، این نوآوری یک مانع اخلاقی بزرگ را برطرف کرده و راه را برای پذیرش و اعتماد عمومی به نسل بعدی رابطهای مغز و رایانه هموار میکند.
• پرسشهای تحقیقاتی بیشتر:
-
“رمز عبور ذهنی” در برابر تلاش برای حدس زدن یا دور زدن آن چقدر مقاوم است؟ آیا سیستم میتواند بین حالتی که کاربر درباره رمز عبور فکر میکند و حالتی که عمداً از آن به عنوان فرمان استفاده میکند، تمایز قائل شود؟
- بار شناختی مورد نیاز برای حفظ حالت “قفل” و استفاده آگاهانه از رمز عبور ذهنی برای هر ارتباط چقدر است؟ آیا این فرآیند بر سرعت یا روانی ارتباط تأثیر میگذارد؟
- مدلهای هوش مصنوعی و زبان چگونه میتوانند برای درک گفتار درونی پیچیدهتر، خودجوشتر و وابسته به متن، به جای عبارات از پیش تعیین شده، بهبود یابند؟
-
چقدر با توسعه سنسورهای غیرتهاجمی یا کمتهاجمی که بتوانند به دقتی مشابه در رمزگشایی گفتار درونی دست یابند و نیاز به جراحی مغز را از بین ببرند، فاصله داریم؟
• سخن پایانی نویسنده پیشنهادی :
سالها، وعده BCI با یک ترس ویرانشهری همراه بود: چه میشود اگر ماشینها افکاری را بخوانند که ما قصد اشتراکگذاریشان را نداریم؟ چیزی که این خبر را فوقالعاده مهم میکند، فقط بخش “ذهنخوانی” آن نیست، بلکه “رمز عبور ذهنی” است. این اولین باری است که میبینم یک تیم تحقیقاتی “کلید خاموش” را با همان دقتی ساخته که “کلید روشن” را طراحی کرده است. این نشانه بلوغ فناوری است. به ما نشان میدهد که ذهنهای درخشانی که این آینده را میسازند، عمیقاً به این فکر میکنند که چگونه ما را در آن آینده ایمن نگه دارند. این فقط مهندسی خوب نیست؛ نوآوری مسئولانه است و این چیزی است که واقعاً ارزش تجلیل دارد.
منبع : به گزارش Nature