Новый тип интерфейса мозг-компьютер позволяет писать музыку, используя "силу мысли" - «Наука и технологии»

Группа исследователей из Технологического университета Граца (Graz University of Technology), Австрия, возглавляемая Джернотом Мюллер-Пуц (Gernot Mueller-Putz), разработала новый тип интерфейса мозг-компьютер (brain-computer interface, BCI), при помощи которого обычные люди и люди с ограниченными возможностями могут писать музыку, используя для этого только "силу" своей мысли. Сигналы, сопровождающие работу головного мозга, снимаются при помощи электроэнцефалографического датчика, который, подобно шапке, одевается на голову пациента. А компьютер, получая данные о работе мозга человека, анализирует их и вырабатывает управляющие команды, позволяющие человеку оперировать нотами, тонами и прочими атрибутами, выстраивая или свой оригинальный музыкальный ряд, или мелодию, копирующую одно из известных музыкальных произведений.

Разработанная австрийцами BCI-система отличается от других подобных систем не только тем, что она позволяет писать музыку при ее помощи. В основе этой системы лежит технология анализа особого вида мозговых волн, который называется связанным с событиями потенциалом P300, технология, которая разрабатывалась в течение 20 последних лет и которая была за это время доведена практически до совершенства. Однако, совершенство этой технологии не может компенсировать разницу между работой мозга каждого человека в отдельности. Поэтому перед началом работы система требует проведения короткой процедуры калибровки. Эта калибровка заключается в демонстрации человеку нескольких разных символов на экране компьютера, сопровождающейся серией вспышек, подсвечивающих отдельные ячейки с символами.

При испытаниях система продемонстрировала 88-процентную точность работы во время процесса воспроизведения человеком слов по буквам на первой попытке. Приблизительно такая же точность была продемонстрирована системой и при подборе людьми нот мелодии одной из известных популярных песен. При этом, на составление мелодии из 25 нот людям в среднем потребовалось по 21 минуте времени.

Дело пошло намного веселей, когда место добровольного испытателя занял профессиональный музыкант. При его участии система продемонстрировала точность в 93.6 процента при составлении "копии" известной мелодии, но на все это человеку потребовалось 20 минут времени. Еще более интересный результат был получен во время составления музыкантом совершенно новой мелодии, на составление мелодии, состоящей из 26 нот, у него ушло всего 14 минут, в два раза меньше, чем у обычных "немузыкальных" людей, которые тратили не менее 30 минут на составлении мелодии из 18 нот.

Проведенные австрийскими учеными первые эксперименты являются доказательство работоспособности BCI-технологии на базе анализов сигналов P300. И в будущем такой интерфейс может быть использован не только для составления музыки, но и для написания слов по буквам, для выбора цвета и управления движениями "кисти" рисовальной программы, и многого другого. А дальнейшая работа исследователей будет направлена на миниатюризацию разработанной ими системы, что позволит отказаться от использования ноутбука и вместить всю систему в корпус, размером с корпус обычного смартфона.