אני חושב, משמע אני מטיס מטוס: המחשבים הטלפתיים כבר כאן

בקסטר הוא רובוט תעשייתי רב־שימושי עם שתי זרועות אדומות גדולות, גוף אפור כמו של חביתוש ומסך בגודל טאבלט על תקן ראש שמציג פרצוף מחויך. הוא יושב מול שולחן שעליו מונחים פחיות ספריי צבע וגלילים של חוטי נחושת, ושתי קופסאות פלסטיק שקופות, האחת מסומנת בתווית "צבע" והאחרת בתווית "חוטים". מולו יושבת בחורה צעירה החובשת כובע בד מוזר, מנוקד באלקטרודות אדומות ושחורות. משימתה היא להנחות את בקסטר למיין את החפצים כהלכה. האתגר: היא צריכה לעשות זאת בטלפתיה.

צוות החוקרים ממעבדות הבינה המלאכותית של האוניברסיטאות MIT ובוסטון תכנת את בקסטר לקבל החלטות שגויות ב־50% מהניסיונות, אך רגע לפני שהוא מבצע טעות, מתרחש קסם: הוא משנה את דעתו באמצע התנועה ושם את החפץ בתיבה הנכונה. כיצד הדבר קורה? הכובע שלראשה של הנבחנת מחובר למחשב שמציג את הפעילות במוחה בצורת גרפים. כשהיא מבחינה בשגיאה, התגובה החשמלית במוחה מפוענחת בידי בינה מלאכותית כהוראה לשנות כיוון. ובמילים פשוטות: בקסטר מצליח לקרוא את מחשבותיה.

MIT ואוניברסיטת בוסטון. רובוט קורא מחשבות. המשתמש חובש כובע אלקטרודות שמחובר למסך מחשב, שמציג את הפעילות המוחית המתרחשת במוחו של המשתמש בצורת גרפים. כשהרובוט מבצע שגיאה, המחשב מפענח את התגובה המוחית ומורה לו לשנות כיוון צילום: Jason Dorfman / MIT CSAIL

מאז הגיע לרשת לפני כחודש וחצי נהפך סרטון הניסוי לוויראלי, עם כ־80 אלף צפיות. פריצת הדרך של צוות החוקרים, בהובלת פרופ' דניאלה רוס ופרופ' פרנק גונטר, שופכת אור על תחום מחקר המכונה ממשק מוח־מחשב (Brain Computer Interface, ובקיצור BCI), שנחשב בעבר אזוטרי. הפרויקט של גונטר ורוס הוא רק אחד משורת מיזמים שמעוררים בחודשים האחרונים עניין מחודש בנושא בזכות שימושים רפואיים חדשניים, יישומים בידוריים לקהל הרחב וחיבור לטכנולוגיות כמו מציאות מדומה שהופכות אותו לרלבנטי גם מחוץ לגבולות המעבדה.

"הרעיון לבצע חיבור כזה בין אדם לרובוט התחיל בניסוי שביצע אחד הדוקטורנטים שלי על קופים, ובו ניסינו לבדוק מה קורה לגלי המוח שלהם כשהם זזים או חושבים", מספר פרופ' גונטר ל"מוסף כלכליסט". "במקרה גילינו תגובה ייחודית שהופיעה כשהם הבחינו בקוף אחר שטעה באחד התרגילים, וכך נולד הרעיון להציב במקומם אדם ורובוט".

בשעה שניסוי הקופים התבצע באמצעות אלקטרודות שהושתלו בתוך הגולגולת, לגרסת האדם־רובוט נבחרה טכנולוגיית EEG (חישה מוחית שנמדדת בגלי מוח) הלא־פולשנית. "זו פריצת הדרך הגדולה של המחקר, ההצלחה לקלוט ולפענח את גלי המוח באמצעות חיישנים חיצוניים במידת דיוק גבוהה. ב־85% מהמקרים המערכת מצליחה לקרוא נכון את גלי המוח ולהעביר את המסר אל הרובוט".

חידוש נוסף במערכת הוא מהירות התגובה הגבוהה שלה: ההוראה עוברת לרובוט בתוך 30 אלפיות השנייה ולא דורשת ריכוז ממושך בחשיבה על מילה או צורה מסוימת שמוצגת על המסך, כמו ברוב הניסיונות הקודמים לשלוט במערכות דיגיטליות באמצעות גלי מוח. פיתוחי המשך של המערכת, מסביר גונטר, יכולים לחולל מהפכות מצילות חיים: "תחשוב על סביבה של מפעל תעשייתי, שבה אנשים צריכים לפקח על רובוטי פס ייצור, למשל. אדם אחד יוכל לפקח על מכונות רבות פשוט על ידי התבוננות בהן והבחנה בטעויות, בלי שיצטרך לעשות שום דבר מעבר לכך, ובלי שגורמים כמו רעש יפריעו לתהליך. דוגמה אחרת שאנחנו מתכננים לבחון בהמשך היא שילוב של המערכת ברכבים אוטונומיים כדי לקרוא את גלי המוח של הנוסעים ולתקן את ההחלטות של מחשב הניווט ללא מגע יד או הוראה קולית".

אמוטיב. רחפן טלפתי. המערכת לומדת לזהות את האותות שהמוח מייצר כשהמשתמש מדמיין פעולה שמוכרת לו, כמו דחיפת כיסא. לאחר מכן, המשתמש מתרכז שוב באותה פעולה מדומיינת כדי לשלוט ברחפן צילום: איי פי

פי 1,000 יותר טסלה

בשעה שהצוות של רוס וגונטר מהרהר ברעיון המכונית קוראת המחשבות, יש מי שכבר הצליח לעשות צעד ראשון בכיוון. והם אפילו לא פרופסורים בעלי שם, אלא ארבעה סטודנטים מאוניברסיטת ברקלי. בסרטון שמתעד את הפרויקט, שזכה לשם המתבקש טסלהפתיק (Teslapathic), רואים מכונית טסלה שחורה ריקה מאדם בחניון תת־קרקעי, שמתחילה לנסוע ונעצרת אחרי כמה מטרים. לכאורה, התרחשות לא מרשימה במיוחד, עד שמבינים שאיש לא לחץ על הדוושה ואפילו מערכת הנהיגה האוטונומית של טסלה לא היתה מעורבת בעניין. אל דוושות הרכב וההגה שלו חוברו קסדת חישה מוחית ותוכנת בינה מלאכותית, שלמדו לזהות את דפוסי גלי המוח המופקים כשהמשתמש חושב על מילים שונות. הפעם המערכת הצליחה לזהות את המילים "סע" ו"עצור", והתוצאה: רכב שנשלט בכוח המחשבה, במידה מוגבלת בינתיים.

ואם אפשר להסיע רכב בטלפתיה, למה לא להטיס מטוס? בסוף השנה שעברה תיאר כתב מגזין “Wired” ג'ק סטיוארט את החוויה שעבר כאדם הראשון בעולם שזכה להטיס כלי טיס מאויש בשליטה מוחית, מטוס קל מסוג "קינג אייר C90" של ביצ'קראפט, שהוסב למתקן ניסוי מעופף בידי מדעני חברת התעופה האניוול אירוספייס. "קשה לי להירגע, וזה לא כי לא הטסתי מטוס מימיי, אלא כי אני צריך לעשות זאת בלי לגעת בהגאים, בכוח המחשבה בלבד. כל תמרון דורש כ־10 שניות ויותר של ריכוז מאומץ, ללא פידבק מיידי. זה לא ממש דומה ליכולת של ציפורים לטוס לפי אינסטינקט ותחושות", הוא כתב.

גם המערכת ששולטת במטוס של האניוול משתמשת בכובע אלקטרודות, אבל ההפעלה שלה מתבצעת באופן שונה: המשתמש מביט במסך שמציג ארבעה חצים: למעלה, למטה, ימינה ושמאלה, ששולחים פקודות תואמות להגאי המטוס. ריבוע ירוק מדלג באקראי בין החצים, והטייס נדרש להתרכז בחץ שמייצג את הפעולה שהוא רוצה לבצע. כשהסמן מקיף את החץ שעליו חושב באותו רגע הטייס מתקיים במוח תהליך נוירולוגי מובחן, שאת תוצאותיו לומד המחשב, ואחר כך מתרגם כהוראות להסיט את המטוס בכיוון הרצוי.

האניוול. מטוס טלפתי. המשתמש מביט במסך עם ארבעה חיצי כיוון. המערכת לומדת את דפוסי האותות שהמוח מייצר בעת ההתרכזות בכל פקודה, ובזמן טיסה מתרגמת אותם כפקודות הנעה צילום מסך: wired.com

כרגע מדובר במערכת שמתאימה יותר לביצוע תיקונים עדינים בפעולת הטייס האוטומטי מאשר ממשק הטסה מלא, אבל לאנשים שמאחוריה יש תוכניות שאפתניות לשנות את הקשר בין מטוסים לטייסים, ולאפשר מעקב בזמן אמת אחר המצב הקוגניטיבי של הטייס, כדי לצמצם סכנות שנובעות מטעויות אנוש.

הפרויקט של האניוול איננו היחיד שמשלב שליטה מוחית עם תעופה. השנה התקיימה באוניברסיטת פלורידה התחרות הראשונה בעולם של רחפנים המוטסים בכוח המחשבה. במהלך האירוע חבשו 16 המשתתפים קסדות חישה מוחית של חברת אמוטיב, אחת היצרניות הוותיקות בתחום, והתחרו ביניהם על הקפת המסלול.

מהמעבדה לסלון

ההיסטוריה של ממשקי השליטה המוחית כבר החלה ב־1924, כשהמדען הגרמני האנס ברגר החל לחקור את הפעילות החשמלית במוח ולמדוד את התנודות בשדות האלקטרו־מגנטיים שמקיפים אותו. אך קפיצת הדרך המהותית התרחשה רק בשנות השבעים, כשסוכנות המחקר של משרד ההגנה האמריקאי, DARPA, החלה לחקור את האפשרות לבנות מערכת לתקשורת בין אנשים המבוססת על חישה מוחית, לצד יישום ראשון של הטכנולוגיה לשליטה בסמן מחשב על ידי מדענים מאוניברסיטת UCLA. עיקר היישומים שנחקרו בטכנולוגיה היו (ועדיין) בתחום הרפואי: מערכות שיסייעו לנכים ולמשותקים לתפקד טוב יותר או כאלו שמשמשות לטיפול בחרדות ופוסט־טראומה באמצעות מעקב אחר התגובה הנוירולוגית של המטופל.

התרחבות התחום למוצרי צריכה להמונים (יחסית) התרחשה בעיקר ב־15 השנה האחרונות, עם הופעתן של חברות סטארט־אפ, כמו NeuroSky, אמוטיב, מיינדפליי הבריטית או InteraXon הסינית, שפיתחו קסדות חישה מוחית במחיר של מאות דולרים, לעומת אלפי דולרים ויותר להתקנים המדעיים והרפואיים. חלק מהן הציעו מוצרים ליישומים ספציפיים כמו הפחתת מתח באמצעות ניטור שינה, ואחרות סיפקו פלטפורמות פתוחות, שלהן ניתן לפתח יישומים מגוונים.

Star Wars Force Trainer II. משחק שליטה מוחית. המשתמש מציג באמצעות טאבלט סצנה מ"מלחמת הכוכבים" בהולוגרמה. המערכת מודדת גלי מוח שאופייניים למצבי ריכוז ומזיזה את ספינת החלל בהתאם

מכאן קצרה הדרך גם לשימושים יומיומיים ובידוריים, כמו משחקים (הראשון היה BrainGate, שיצא ב־2003) או תרגול מיומנויות קוגניטיביות, אבל עד כה ההצלחה המסחרית היתה מוגבלת בשל בעיות מהותיות רבות, כמו רמת דיוק נמוכה, אי־נוחות של הקסדות, התקנת ציוד מסובכת וקושי למצוא יישומים שיצדיקו את ממשק המשתמש החדש.

פרויקט עדכני שמנסה לסלול את דרכו של התחום למיינסטרים המסחרי הוא OpenBCI, מיזם קוד פתוח שהקימו שני שותפים, המעצב והיזם קונור רוסומאנו והאמן והמעצב ג'ואל מרפי, לפיתוח קסדת חישה מוחית זולה, שאותה כל אחד יכול לייצר בעצמו באמצעות מדפסת תלת־ממד וערכה בסיסית ב־350 דולר, עם סביבת פיתוח תוכנה הזמינה לשימוש חופשי. הפרויקט, שזכה לתמיכה כספית ממשרד ההגנה האמריקאי, גייס לפני שנה קרוב ל־170 אלף דולר במיקור המונים, ונמצא בשלבי ייצור סופיים של הקסדה ולוח הבקרה. התוכנה שלו כבר זמינה לשימוש ושולבה כאחד הרכיבים בבניית הטסלהפתיק.

"כשהתחלתי להתנסות במוצרי ה־EEG המסחריים גיליתי שחוויית השימוש בהם מתסכלת", מספר רוסומאנו ל"מוסף כלכליסט". "הם לא ממש מאפשרים גישה אל המידע הגולמי שיוצא מהחיישנים, החיוני כדי להשתמש בהם לאמנות או למחקר. לכן החלטתי לתכנן מערכת מבוססת קוד פתוח לפרויקטים שרציתי לבצע. אלמנט נוסף שלא קיים בהתקנים אחרים הוא המודולריות. אתה יכול למקם את החיישנים איפה שאתה רוצה, וכך לקבל גישה טובה לאזורים ספציפיים של המוח, שרלבנטיים למה שאתה מנסה לבדוק".

הגמישות והעלות הנמוכה של OpenBCI הופכות אותה לטכנולוגיה שמתאימה למגוון שימושים אפשריים. כך למשל, אחד המפתחים בקהילת התומכים בפלטפורמה, סטודנט במכון הטכנולוגי של רוצ'סטר שבניו יורק ששמו קולין פוזנאוט, משתמש בה כדי לנסות ליצור התקנים, כמו יד ביונית שנשלטת באמצעות המחשבה וקסדה לאופנוענים עם מערכת מדיה שנשלטת באמצעות התרכזות בפקודות, כך שהרוכב יוכל להעביר שירים או לשלוט בווליום בנגן המוזיקה בזמן נסיעה בלי להתעסק בכפתורים.

טסלהפתיק. מכונית טלפתית. מערכת בינה מלאכותית מזהה את דפוסי גלי המוח שנוצרים כשהנהג חושב על המילים "סע" ו"עצור" ושולחת פקודות מתאימות למכונית

אבל רוסומאנו עצמו מתעניין יותר בחוויות משחק למתקדמים שייווצרו מהשילוב של ממשק מוח־מחשב עם מציאות מדומה ומוגברת. "אפשר להציע לשחקנים חוויה שתשאב אותם עוד יותר עמוק לעולם הווירטואלי, או ליצור סביבת משחק שמתאימה את עצמה לאופן שבו המוח של השחקן מגיב אליה. זה פותח פתח ליצירה של עולמות משחקים תפורים באופן אישי ושונה לכל שחקן. אפשר גם ללכת עוד צעד קדימה ולשלב אלמנטים של נוירו־פידבק, להשפיע על הפעילות המוחית באמצעות אותות קוליים, ויזואליים או אפילו באמצעות גירוי העצבים בזרם חשמלי חלש".

החזון של מציאות מדומה בשילוב עם ממשק מוח־מחשב כבר זכה לגרסאות מסחריות ראשונות: מיינדפליי, לדוגמה, החלה לשווק קסדות חישה מוחית שמיועדות לשילוב עם משקפי מציאות מדומה ב־179 ליש"ט, וניתן לרכוש עבורה גם מוצרים משלימים כמו רחפן שנשלט בידי הקסדה ומשחקי אימון מוחי; ואילו יצרנית הצעצועים אנקל מילטון השיקה אשתקד את המשחק Star Wars Force Trainer II, שכולל קסדה עם מתקן שהופך כל טאבלט למקרן הולוגרמות, שבהן המשתמש אמור לשלוט באמצעות המחשבה כדי לשחזר סצנות אימון מפורסמות מסרטי “מלחמת הכוכבים”. "טרנד המציאות המדומה בהחלט עוזר לדחוף את נושא החישה המוחית", מסביר רוסומאנו, "ולו בזכות העובדה שאנשים מתרגלים לשים התקנים דיגיטליים על הראש שלהם".

ואז באה פייסבוק

אז החומרה והתוכנה לממשקי מוח נגישות יותר מאי פעם, חוקרים מובילים ממציאים יישומים מעוררי השראה, ובעלי מוגבלויות זוכים לשיפור מהותי בחייהם באמצעות יכולות תקשורת או תנועה חדשות. אבל האם קסדות חישה מוחית אכן ייהפכו למוצר צריכה המוני, כזה שכל אחד מאיתנו מחזיק בבית?

"קסדות החישה המוחית מציעות קצב העברת נתונים אטי מאוד", אומר ד"ר לביא שפיגלמן, חוקר במעבדות IBM בחיפה שעשה דוקטורט על אלגוריתמים לזיהוי הפעילות העצבית המוחית שנועדה לשלוט בידיים. "בתחום הרפואי נרשמו אמנם הצלחות כמו מערכות סיוע למשותקים, אבל המוצרים המסחריים שנמכרים היום רחוקים מאוד מהיכולות הללו. נכנסתי לתחום בשנת 2000 והוא עדיין מתקדם מאוד לאט. יש הרבה הייפ, אבל הרבה מזה לא באמת עובד מחוץ למעבדות".

בניגוד לשפיגלמן, יש לא מעט חוקרים שמעריכים כי דווקא קסדות החישה המוחית נמצאות על סף פריצת דרך. אחד מהם הוא פרופ' נתן אינטרטור, חוקר מוח ומייסד חברת נוירוסטיר, שמפתחת התקן לביש בממשק מוח־מחשב שיסייע לאנשים הסובלים מדיכאון וחרדה. לדבריו, "המחשבים מתמזערים והולכים, יש לנו היום מחשוב לביש בעל עוצמת חישוב גדולה מאוד, הרגישות של החיישנים שמנטרים את הפעילות המוחית השתפרה מאוד, ומה שנותר כדי לסגור את המעגל הוא אלגוריתמים מתקדמים מספיק, שיֵדעו לנתח את האותות הללו באופן מועיל".

לתחזיות האופטימיות של פרופ' אינטרטור שותף גם ד"ר אורן שריקי מהמחלקה למדעי קוגניציה והמוח והמחלקה למדעי המחשב באוניברסיטת בן גוריון. "התחושה שלי היא שקורים בזמן האחרון דברים בתחום עם פוטנציאל מסחרי. יש עדיין פערים טכנולוגיים גדולים בין המערכות שמיועדות למעבדות ועולות עשרות אלפי דולרים לבין אלו המסחריות שעולות מאות דולרים בלבד, אבל אפשר להשיג שיפור בנושא הזה, כמו שעברנו בתוך כמה שנים ממסכי המגע הבסיסיים של שנות התשעים למסך המגע המתקדם של האייפון, שהביא את הטכנולוגיה הזו להמונים".

הדוגמה של אפל אינה מקרית. עד כה נמנעו רוב ענקיות הטכנולוגיה מעיסוק משמעותי בשליטה מוחית, אבל לאחרונה פורסם כי פייסבוק מגייסת שני מהנדסי חומרה המתמחים ב־BCI עבור מעבדת מחקר חשאית. מעורבותה של ענקית כמו פייסבוק, שגם רכשה את אוקולוס ריפט, החברה שאחראית לפריצת הדרך המשמעותית ביותר בתחום המציאות המדומה, עשויה להיות סלילת נתיב מואצת ללב המיינסטרים.

אפשרות נוספת לדחיפת ממשקי מוח־מחשב היא נוירו־מרקטינג, פרסום שמתבסס על קריאת תגובות מוחיות, כמו אפליקציות שיודעות להראות למפרסם אילו מסרים היו אפקטיביים יותר. "זה עשוי לתת לחברות אינטרס לדחוף את הטכנולוגיה הזו לשוק ואפילו לחלק אותה למשתמשים בחינם", אומר ד"ר שריקי. "בכנסים של קהילת ה־BCI רואים יותר ויותר אנשים, ויש תחושה שהענף מגיע לשלב בוגר יותר: הוא עדיין לא במקום שמצליח לעניין את הקהל הרחב, אבל זה בהחלט יכול לקרות בתוך כמה שנים".