Prāta spēles

Marko Della Torre sēž milzīga plakanā ekrāna priekšā, uzvelkot dīvainu, zirnekļveidīgu apģērbu galvā. Viņš lēnām paceļ rokas, un ekrānā sāk mirdzēt un drebēt virtuāls akmens. Tas nedaudz klibo un tad paceļas, īsi karājoties gaisā.

Smadzeņu kontrole : Šeit ir parādīts jaunā Emotiv Systems videospēļu kontrollera komerciālās versijas prototips. Bezvadu austiņām ir 16 iegulti sensori, kas reģistrē elektriskos signālus no smadzenēm.

Della Torre, Sanfrancisko starta Emotiv Systems produktu inženiere, demonstrē uzņēmuma jauno spēļu kontrolieri — austiņas ar sensoriem, kas var noteikt smadzeņu darbību. Emotiv un tā konkurents Sanhosē bāzētais Neurosky izstrādā pirmās spēļu ierīces, kurās izmanto elektroencefalogrāfiju (EEG) — gadu desmitiem vecu tehnoloģiju, kurā uz skalpa novietotie elektrodi mēra smadzeņu elektrisko aktivitāti.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2008. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Neirologu rokās EEG var būt spēcīgs instruments, piemēram, epilepsijas pacientu krampju avota noteikšanai. Taču spēļu izstrādātāji vēlas izmantot EEG, lai ļautu spēlētājiem kontrolēt virtuālo vidi ar savu prātu. Viņi cer, ka EEG kļūs par nākamo lielo datora saskarni — soli tālāk par tādām ierīcēm kā Nintendo Wii tālvadības pults, kas ļauj spēlētājiem pārvērst savas roku kustības ekrānā redzamās darbībās.

Gan Emotiv, gan Neurosky ir radījuši milzīgu ažiotāžu spēļu pasaulē. Bet vai austiņas tiešām var nodrošināt tādu pieredzi, kādu spēlētāji meklē? Cilvēki mēdz vēlēties nodarboties ar zinātnisko fantastiku un [izmantot EEG signālus], lai mērķētu ieroci vai lidotu ar lidmašīnu, saka Skots Makeigs, Kalifornijas Universitātes Sandjego neirozinātnieks. Bet patiesībā izmaiņas EEG ir saistītas ar modrības un uzbudinājuma izmaiņām, kas pēc savas būtības ir lēnas. Mēģināt to izmantot, lai veiktu ātras lietas, nav ļoti dabiski.

VAIRĀK INFORMĀCIJAS:

• Epoc austiņas

  Emotiv, 299 USD
  Izlaišana paredzēta 2008. gada brīvdienu sezonā

  
  
  

• Domāšanas veids

  Neurosky, aptuveni 49 USD un vairāk
  Pagaidām nav pieejams sabiedrībai

Un, pirmkārt, smadzeņu signālu mērīšana ir pietiekami sarežģīta. Piemēram, nelielas muskuļu kustības var radīt elektrisko potenciālu, kas ir vairāk nekā 10 reizes spēcīgāks nekā neironu radītais. Zinātnieki, kuri izmanto EEG, cenšas izfiltrēt šo troksni, izmantojot dažādus līdzekļus: uzlabojot sensora jutību, uzklājot uz galvas ādas vadošu želeju, ievietojot sensorus vāciņos, kas īpaši piestiprināti subjekta galvai, un izmantojot sarežģītu signālu analīzi. Ir izrādījies grūti pārliecinoši noņemt piesārņojumu no EEG signāliem, saka Alans Gevins, neirozinātnieks un SAM Technology dibinātājs Sanfrancisko, uzņēmums, kas izstrādā uz EEG balstītus medicīniskos testus uzmanības un atmiņas novērtēšanai.

Mēģinot izstrādāt spēlēm piemērotas austiņas, Emotiv un Neurosky saskaras ar biedējošu izaicinājumu: tām nedrīkst būt nepieciešami lipīgi gēli, tām jābūt pietiekami vienkāršām, lai tās varētu paslīdēt jebkurš lietotājs (neatkarīgi no tā, cik dīvaina ir viņa galvas forma), un Lai kontrolētu ātras darbības, ir jāizmanto gausas EEG atbildes. Lai redzētu, kā viņiem klājas, šī gada sākumā es lidoju uz Kaliforniju, lai ar Dževinsa palīdzību pārbaudītu abas viņu ierīces.

Multivide

• Alans Gevins, neirozinātnieks un SAM Technology dibinātājs, stāsta par EEG.

Jodai līdzīgs
Sēžot uz melna ādas dīvāna Emotiv elegantajos birojos Sanfrancisko centrā, spēļu producents Zakarijs Dreiks uzspiež man uz galvas Epoc austiņas. Televizora ekrānā man priekšā redzamā galvas kontūra norāda signāla kvalitāti, kas nāk no katra no austiņu 14 elektrodiem. Mīnu reģistrs pārsvarā dzeltens – no vidēja līdz vājam.

Es testēju spēli, kas īpaši izstrādāta, lai parādītu Epoc iespējas. Pagodas priekšā, kas atrodas pret stāvu virsotņu un koku siluetu ainavu, cīņas mākslas meistars pavēl man pacelt akmeni, izmantojot tikai manas domas. Mēģinot izsaukt Jodai līdzīgu intensitāti, es koncentrējos uz akmeni un veicu pacelšanas kustību ar roku. (Lai gan Della Torre saka, ka nav nepieciešams fiziski veikt kustību, tas bieži vien palīdz.) Sākumā klints neko nedara. Tad tas nedaudz paceļas, svārstās gaisā un nogrimst.

Spēle ietver dažas apmācības sesijas, kurās programmatūra meklē konkrētus elektriskās aktivitātes modeļus, kas rodas, kad es domāju par akmens pacelšanu vai veicu celšanas kustību. Pēc tam programma mēģinās atklāt šos modeļus un reaģēt uz tiem, tiklīdz būs sākusies atskaņošana. Teorētiski man nav jāiedomājas, kā paceltu akmeni: jebkuru konkrētu smadzeņu darbības modeli vai, iespējams, pat muskuļu darbību, var saistīt ar komandu. Ja es treniņa laikā vairākkārt domātu par grūstīšanu, dators uzskatītu, ka ir signāls pacelt.

Šī sistēmas kalibrēšana ne vienmēr ir precīza. Pārbaudes laikā klints paceļas gaisā, kad es nogriežos no ekrāna, lai ierakstītu piezīmju grāmatiņā. Es arī uzspridzinu kalnu bez jēgas neko darīt. Dreiks to paskaidro, sakot, ka esmu kā burvis, kas tikai mācās burvest – tās dažreiz nodziest, kad jūs pat nemēģināt.

Emotiv austiņām ir divas citas it kā jaudas, kuras abas varētu vairāk atbilst EEG priekšrocībām. Izmantojot muskuļu signālus, kas iegūti no sejas un acu kustībām, tas var nolasīt sejas izteiksmes, tāpēc tas varētu palīdzēt atdzīvināt cilvēku iemiesojumus — viņu digitālos alter ego — virtuālajās pasaulēs, piemēram, Second Life. (Tiek izstrādātas ar programmatūru uzlabotas kameras, lai veiktu līdzīgas darbības.) Jaunāka ir austiņu spēja aptuveni noteikt jūsu prāta stāvokli — neatkarīgi no tā, vai esat saderinājies (dusmīgs vai uzmanīgs) vai nē. Debesis cīņas mākslas spēlē mirdz oranžā krāsā, kad sāku koncentrēties, un izgaist zaļā krāsā, kad skatos ārā pa logu.

Kriss Linders, izstrādātājs, kurš strādā pie spēles, kas tiks piegādāta kopā ar Emotiv ierīces komerciālo versiju, saka, ka viņa komandai visvairāk patika izstrādāt funkcijas, kas izmanto šos divus tās aspektus. Lai gan Linders, Demiurge Studios līdzdibinātājs Kembridžā, MA, nevēlas izpaust sīkāku informāciju par savu topošo spēli, viņš min piemēru, kā ļaut spēlētājam staigāt pa ūdeni, taču tikai vienlaikus saglabājot nemainīgu miera līmeni. Ja jūs pārāk aizrautos, jūs vienkārši nogrimtu, saka Linders, kura uzņēmums arī izstrādāja dažas no pirmajām spēlēm Wii.

Aptuveni 50 jūdzes uz dienvidiem no Emotiv birojiem Sanfrancisko atrodas tā galvenā konkurenta Neurosky biroji, kas ir izmantojuši daudz vienkāršāku pieeju komerciālas EEG ierīces izveidei. Tā izstrādātajām austiņām ir tikai viens sensors, kas atrodas uz pieres, un iebūvēts procesors, kas analizē ienākošos signālus pirms datu bezvadu nosūtīšanas uz datoru.

Neurosky ierīce mēģina noteikt dažādus prāta stāvokļus, analizējot smadzeņu viļņus – ritmiskās svārstības spriegumam, ko mēra ar EEG elektrodiem. Lai gan starp garīgo stāvokli un noteiktu smadzeņu ritmu nav viennozīmīgas atbilstības, zinātnieki ir ziņojuši par konkrētām saiknēm. Atsevišķi teta ritmu modeļi, kas notiek ar frekvenci no četriem līdz septiņiem herciem, ir saistīti ar miegainību. Alfa viļņi, astoņi līdz divpadsmit herci, ir raksturīgi relaksācijai. (Alfa viļņus var izraisīt arī, aizverot acis.) Algoritmi destilē sensora reģistrētos elektriskos signālus vienā izvades ciparā, ko pēc tam var izmantot kā vadības elementu videospēlē vai citā lietojumprogrammā. Otrs algoritmu komplekts ir paredzēts, lai noteiktu garīgo stāvokli, ko uzņēmums dēvē par meditāciju. (Tāpat kā ar Emotiv ierīci, šeit, iespējams, tiek izmantota arī muskuļu aktivitāte. Piemēram, mēģinot koncentrēties, jūs, visticamāk, sēdēsit mierīgi un nekustināsit galvu vai acis; muskuļu aktivitātes samazināšanās var ietekmēt ierīces analīzē.)

Spēlējot vienkāršu spēli, kas paredzēta, lai parādītu ierīces iespējas, es veiksmīgi paceļu virtuālo bloku gaisā, koncentrējoties. Es arī aizdedzināju zaru, saglabājot šo koncentrēšanos: zars uzdzirksteļo un kūp, un tad uzsprāgst liesmās, kas ir negaidīti apmierinoša pieredze. Tad es rotaļīgi koncentrējos uz iekšu un izdodas pacelt no ezera nogrimušo lidmašīnu.

Pircējs uzmanies
Ko neirozinātnieki, kuri jau gadu desmitiem izmantojuši EEG, domā par šo uzņēmumu mēģinājumiem pārvērst pētniecības rīku par spēļu tehnoloģiju? Tie, ar kuriem es runāju, ir vienādi skeptiski, ka ierīces ir atkarīgas tikai no smadzeņu darbības. (Neiroskijam tas pieder, savukārt Emotiv prezidents Tans Le uzstāj, ka telekinēzes funkcija izmanto tikai elektriskos signālus, kas izplūst no smadzenēm.) Gervins Šalks, pētnieks no Vadsvortas centra Olbanijā, Ņujorkā, izstrādā uz EEG balstītas sistēmas. kas ļauj smagi paralizētiem cilvēkiem mijiedarboties ar datoriem. Viņš saka, ka ar savu otrās paaudzes sistēmu ir nepieciešamas vairākas apmācības stundas, lai kontrolētu vienu kustības brīvības pakāpi — tas, kas nepieciešams, lai paceltu akmeni Emotiv videospēlē. Lai attīstītu daudzdimensiju kontroli, ir nepieciešama plašāka prakse. Ja vēlaties uztvert signālus, lai pārvietotu kosmosa kuģi pa kreisi vai pa labi, cilvēkam to būtu daudz vieglāk izdarīt ar sejas izteiksmi, nevis ar smadzeņu darbību, saka Šalks.

Tam piekrīt arī Alans Gevins, kurš pēdējos 40 gadus ir pētījis EEG. Ja sensori nenodrošina labu kontaktu ar galvas ādu, tie nedaudz kustēsies un, galvai kustoties, radīs artefaktu, viņš saka. Šādi artefakti bieži vien nav tik acīmredzami un nav viegli noņemami algoritmiski. Emotiv atteicās mums parādīt neapstrādātos EEG datus, ko savāc tā ierīce, atsaucoties uz patentētiem apsvērumiem, tāpēc nebija iespējams noteikt, vai austiņas un analīzes programmatūra patiešām filtrē troksni un konsekventi mēra smadzeņu darbību.

Lai gan Dževinss atzīst, ka spēļu sistēmai nav nozīmes, kādus signālus ierīce izmanto, viņš uztraucas, ka EEG spējas nolasīt domas pārspīlēti var sabojāt tehnoloģijas reputāciju. Viņš saka, ka viņi ir ārprātīgi ar etiķetēm, ko viņi uzliek lietām.

Citi cer, ka EEG ierīcēm varētu būt medicīnisks pielietojums. Lesko Rodžerss, sāpju novēršanas speciālists Djūka Universitātes Medicīnas centrā Durhamā, NC, ir sarunājies ar Neurosky par tās ierīces testēšanu lietošanai ar insulta pacientiem. Rodžers apsver ļoti vienkāršus tehnoloģijas pielietojumus, piemēram, ļaut pacientiem ar invaliditāti ieslēgt televizoru. Viņš saka, ka tehnoloģija man ir interesanta cena.

Tikmēr EEG spēja izmērīt modrību un uzbudinājumu varētu pievienot jaunu interesantu slāni videospēlēm: netīši parādot vienu no Epoc funkcijām, debesis spīdēja spilgti oranžā krāsā, kad Della Torre, kas pēc demonstrācijas joprojām valkāja austiņas, strīdējās ar skeptisks zinātnieks. Taču tehnoloģija joprojām šķiet pārāk ierobežota, lai tai būtu Wii pārveidojoša ietekme. Tā ir taisnība, ka Emotiv un Neurosky ierīces ļoti vienkāršā līmenī var lasīt jūsu domas – un pacelt šo plakni ar koncentrēšanās spējām jutos ļoti iespaidīgi. Taču ierīču jaunums, visticamāk, ātri izzudīs, un spēļu spēlētāji, kuri sagaida spēju veikt precīzu prāta kontroli, visticamāk, būs vīlušies.

Emīlija Singere ir BĒRNI biotehnoloģiju un dzīvības zinātņu redaktors.

paslēpties