Профессия разработчик нейроинтерфейсов
Разработчик (проектировщик) нейроинтерфейсов создает совместимую с нервной системой человека и управляемую электрическими сигналами мозга («силой мысли») часть программного обеспечения компьютера, предназначенную для взаимодействия с пользователем (интерфейс). Кстати, недавно центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию, который сам расскажет, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.
Профессия подходит тем, кого интересует биология и информатика (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).
Что такое нейроинтерфейс
Нейроинтерфейс — это система, распознающая электрические сигналы мозга и передающая их специализированным компьютерным программам, которые отдают команды внешним устройствам. Нейроинтерфейсом называют и технологию и устройство. Еще одно наименование — интерфейс «мозг — компьютер». В широком смысле это система связи, предназначенная для обмена информацией между мозгом и внешними устройствами (компьютеры, нейропротезы, бытовые устройства и техника и др.). Развитие этой технологии открывает перед человечеством невероятные возможности: от управления человекоподобными роботами до общения с помощью силы мысли (проект Silent talk оборонного агентства DARPA).
Разработка нейроинтерфейсов ведется на стыке многих научных сфер:
- биомедицинской инженерии;
- нейрохирургии;
- биологии;
- электротехники;
- информатики.
В настоящее время применяются однонаправленные интерфейсы: они способны либо считывать бионейросигналы, поступающие от мозга, либо, наоборот, транслировать их (используются в основном в нейропротезировании). Следующий этап — это создание двунаправленных нейроинтерфейсов, которые позволят взаимодействовать с мозгом в обоих направлениях.
В нейроинтефейсах нет никакой мистики: датчики регистрируют электрическую активность мозга, мысленные команды компьютер расшифровывает по записи (электроэнцефалограмме — ЭЭГ) и преобразует активность мозга в команды для внешних устройств.
По типу датчиков, считывающих сигналы мозга, нейроинтерфейсы делятся на три типа:
- инвазивные (предполагают имплантирование электродов непосредственно в мозг);
- частично инвазивные (электроды размещаются на поверхности мозга);
- неинвазивные (электрические сигналы регистрируются с помощью специальной аппаратуры, расположенной вовне — на коже головы).
Одна из задач, которые предстоит решить проектировщикам, — разработка недорогих нейроинтерфейсов, доступных широкому кругу пользователей.
Сферы использования
Сегодня технология «мозг — компьютер» применяется в основном в двух областях:
- медицина;
- индустрия развлечений.
Наиболее востребованы нейроинтерфейсы в медицине. Нейрокомпьютерные интерфейсы активно применяются в неврологической диагностике. Кроме того, созданы устройства, основанные на принципе биологической обратной связи, способствующие восстановлению ряда мозговых функций.
Проводятся исследования, сосредоточенные на считывании сигналов зрительной коры больших полушарий и воспроизведении того, что видит человек. Ученым уже удалось зафиксировать образы из снов, но эти изображения пока очень примитивны. Интерфейсы «мозг — компьютер» очень востребованы в нейропротезировании. В ситуации, когда поврежденные нервы не подлежат восстановлению (как в случае паралича), они могут быть заменены электродами, которые возьмут на себя их функцию проведения электрических импульсов. Нейропротезы применяются при потере слуха и зрения и для лечения ряда других заболеваний. Ведутся разработки в области управления экзоскелетами и роботизированными протезами конечностей.
Вторая область применения нейроинтерфейсов, стремительно набирающая популярность, — это видеоигры и виртуальная реальность.
Активно ведется разработка нейрошлемов, которые позволят напрямую управлять персонажами в онлайн-играх. Передовые модели позволяют отдавать своему герою ряд несложных команд, таких как перемещение в пространстве, прыжки, простые атаки и др. Предполагается, что эти устройства также будут реагировать на эмоции игрока, транслируя его аватару соответствующее выражение лица.
Есть ряд простых игр, разработанных специально для нейроинтерфейсов: Mindflex, MindtyAnt, Throw Trucks With Your Mind, Sport Archery Light и др. В них для управления используются способности игрока к произвольной концентрации и сосредоточению или, напротив, релаксации, что вызывает изменения уровня электрической активности мозга.
Интерес к нейроинтерфейсам проявляют не только медицина и индустрия компьютерных игр. К технологии «мозг — компьютер» присматриваются промышленность, робототехника, производители систем «умный дом».
Кто такой разработчик нейроинтерфейсов
Разработка нейроинтерфейсов — это междисциплинарная область, которая объединяет IT, нейронную электронику, искусственный интеллект, нейрофизиологию и нейропсихологию, биоинженерию. Профессионалы любой из этих сфер могут быть специалистами в области проектирования нейроинтерфейсов.
Помимо создания аппаратной части устройства, можно заниматься разработкой специализированного программного обеспечения или мобильных приложений.
Обучение на разработчика нейроинтерфейсов
В настоящий момент в нашей стране нет возможности получить образование по специальности «разработчик нейроинтерфейсов». Выбор программы обучения во многом зависит от будущего профиля работы. Один из наиболее логичных путей — это получение биоинженерного образования. Альтернативные варианты — электротехническое образование с дополнительными знаниями в области биологии и нейрофизиологии или высшее нейробиологическое образование в сочетании со знаниями и навыками в области программирования.
Некоторые возможные варианты программ:
- Биотехнические и медицинские аппараты и системы (МЭИ, МАИ);
- Биомедицинская инженерия (МИЭТ);
- Нейротехнологии и программирование (ИТМО);
- Эргономический анализ интерфейсов и перспективных технических систем (Московский политех);
- магистерская программа «Когнитивные науки: от нейрона к познанию» (ВШЭ).
Профильные дисциплины:
- программирование;
- управление сложными автоматизированными системами;
- нейробиология и нейрофизиология;
- разработка искусственного интеллекта;
- физика;
- математика;
- механика.
Курсы алгоритмов программирования
Профессионально важные качества
- Умение работать в команде.
- Научно-исследовательский интерес.
- Системное мышление.
- Готовность к работе в междисциплинарной области.
Плюсы и минусы профессии
Плюсы:
- Перспективная профессия с большим потенциалом роста востребованности.
- Интересная творческая и социально значимая работа.
- Высокие зарплаты.
- Возможность совершить научные открытия.
Минусы:
- Придется совершать много проб и ошибок — знаний и практических наработок в сфере нейроинтерфейсов пока мало.
Возможные места работы
- Биотехнологические компании.
- ИТ-корпорации.
- Компании, специализирующиеся на робототехнике.
- Компании, разрабатывающие нейроинтерфейсы.
- Разработчики в сфере индустрии развлечений.
- Протезно-ортопедические компании.
- Научно-исследовательские лаборатории.
