Beyin-Bilgisayar Arayüzleri Nedir ve Nasıl Çalışır?
Halk arasında zihin okuma ve telepatik internet olarak adlandırılan, Elon Musk’ın Neuralink şirketinin de öncülük ettiği beyin-bilgisayar arayüzleri nedir ve nasıl çalışır? İnsanların aklından geçenleri okumak artık mümkün mü? İnsanlar düşüncelerini harekete çevirerek konuşur. İster beden dili olsun ister konuşma dili ve el yazısı veya klavye tuşlarına basmak, motor hareketler insan diliyle yakından ilişkilidir. Bu nedenle insan düşüncülerini algılayıp kablosuz veya kablolu internet yoluyla bilgisayarlara aktarmayı sağlayan beyin-bilgisayar arayüzleri de 12 yıldır motor hareketlere odaklanmıştır.
Beyin-bilgisayar arayüzleri ve telepati
Popüler deyişle telepatik internet insanların akıllı telefon, laptop ve robotlar gibi bilgisayarları düşünce komutlarıyla kullanmasını sağlar. Felçli bir hastanın kendine su koyan bir robot kolu kontrol etmesi, savaş uçağı pilotlarının düşünce hızıyla füze ateşlemesi ve gelecekte insana benzeyen Atlas türevi arama–kurtarma androitlerinin yapacağı hassas hareketlerin insanlar tarafından kontrol edilmesi ciddi birer ihtiyaçtır.
Özetle 2009’dan beri geliştirdiğimiz beyin-bilgisayar arayüzleri dronları düşüncelerle kontrol etmek gibi alanlarda kullanılıyor. Telepatik internet tıpkı sözlü, yazılı ve dijital iletişim gibi bir haberleşme kanalı oluyor. Ben de Emotiv kafa bandıyla yönetilen telepatik robot oyuncakları 2014’ten beri yazıyorum. Peki beyin-bilgisayar arayüzlerinde ne durumdayız? Bu sistemler nasıl çalışıyor? Günümüzde hangi teknolojileri kullanıyor ve gelecekte insan aklından geçenleri okumak mümkün olacak mı?
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Beyin-bilgisayar çipleri
Bu konuları ilk yazmaya başladığımda telepatik internet büyük merak uyandırıyordu. Özellikle de arama–kurtarma, tıp dünyası ve askeri teknolojilerde ilgi görmeye devam edecek. Yine de insan beyninin ürettiği düşünce sinyallerini bilgisayarlara aktarıp insanların makineleri kablosuz yerel ağ veya internet üzerinden kontrol etmesini sağlamak artık sıradan bir fikir oldu. Peki ihtiyaçlar ve ilk dönem abartısı bir yana telepatik internette ne noktadayız? Yakında ne geliyor?
Bilim insanlarının aklınızdan geçenleri sınırlı bir şekilde okumasının iki yolu var. Biri işlevsel manyetik rezonans görüntülemesi, yani fMRI kullanma. Diğeri de elektrotlu şapka takma (EEG). Hani şu içine girince bazı insanlarda klostrofobik panik atak yapan fMRI cihazlarını hastanelerden biliriz. Bunlar manyetik alanlar yardımıyla beyindeki kılcal damarlardan geçen kan akışını izler. Beynin neresi düşünüyorsa o bölgedeki nöronlara kan akışı artacağı için dolaylı yollardan düşünsel aktiviteleri görebilir. fMRI teknolojisi ayrı bir yazının konusu olur. Bizi ilgilendiren kısmı ise çok yavaş olmasıdır.
Her defasında insanları fMRI tüneline yatırmanız gerekir. Bu cihazlar oda büyüklüğünde ve daire fiyatına olduğundan beyin-bilgisayar arayüzü olarak yaygınlaşması imkansızdır. Dahası tıbbi cihazın beynin hangi bölgesinin motor hareketler ve duygusal tepkilerle nasıl aktive olduğunu saptaması da zaman alır. Hazırlık süresini saymazsak fMRI bunu birkaç saniyelik aralıklarla yapar. İnsan farkındalığının birkaç yüz milisaniyelik çözünürlüğü olduğunu düşünürsek fMRI telepatik internet için çok yavaştır. Gelelim elektroansefalogram, yani EEG yöntemine:
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Beyin-bilgisayar ve fMRI
Bu yöntemde başınıza elektrotlu bir şapka takarsınız. Bu şapka kafatasından gelen elektrik sinyallerini alır. Beynin birçok noktasından gelen sinyalleri ayrı ayrı kablolarla monitöre aktarır. Şapkadaki çok sayıda nokta, elektrik sinyallerinin beynin neresinden geldiğini anlamayı kolaylaştırır. EEG deriye temasla çalışır ve sinyalleri çok daha çabuk algılar. Diğer yandan fMRI gibi detaylı arama yapmaz. Sinyallerin beynin neresinden geldiğini ancak genel olarak gösterir.
Elbette elektrotları beyin kabuğunun üzerine yerleştirmek mümkündür. Ne de olsa düşüncelerimiz nöronların yer aldığı beyin kabuğunda oluşur. Oysa bu da ameliyat gerektirir. Elon Musk’ın Neuralink şirketi buna özel bir ameliyat teknolojisi geliştirdi. Beyni resmen metalik tellerle dikiyorlar, adeta overlock yapıyorlar. Elon Musk bir gün ameliyat için gereken kafatası delme ve dikiş robotunun minyatür olacağını, bunun iğne olmaktan farkı olmayacağını düşünüyor. Böylece insanların beynine çip taktırmak için gönüllü olacağını umuyor ve 2016’da kurduğu Neuralink’e yatırım yapıyor.
Diğer yandan kafatası ameliyatı yapmayı gerektiren bir araştırma projesinin resmi makamlar tarafından onaylanması da kolay değil. Bu yüzden Neuralink kullanıcıları çeşitli hastalıklar sebebiyle düzenli olarak fMRI kullanması gereken ya da ilkel beyin-bilgisayar arayüzleri için kafatasına zaten delik açılmış olan kişiler… Peki fMRI çalışmalarıyla telepatik internette ne gelişmeler kaydettik?
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Beyin-bilgisayar ve yapay zeka
Carnegie Mellon ve diğer Amerikan üniversiteleri fMRI ile çok ilginç deneyler yaptılar. Kaynaklarını aşağıda bulacağınız deneylerin ilkinde 11 katılımcıya bilgisayar ekranında sözcükler gösterdiler. Sonra da gördükleri nesneleri düşünmelerini istediler. Örneğin kedi görmek kedi maması ve kedi bıyıklarını çağrıştırıyordu. Kontrol için ayrılan katılımcı dışındaki 10 kişinin beyni üzerinde, ekranda gördüklerini düşünürken fMRI taraması yapıldı. Yapay zeka yazılımı sinyalleri analiz ederek bireylerin nörolojik düşünce modellerini çıkardı. Ardından 11. kişinin ne düşündüğünü fMRI taramasıyla tahmin etti.
Açıkçası yapay zeka daha ilk etapta yüzde 75 başarı oranını yakaladı. Bu da insanları depremde göçükten kurtaracak bir androit için çok düşük bir doğruluk oranı. Oysa insanların rastgele tahmin yürütmesinden çok daha yüksek bir oran. Şu an aklımdan geçenleri tahmin etme oranınız nedir? 😊 Her durumda bu deney bir konsept kanıtıydı. fMRI sinyallerini yapay zeka analiz ederse düşüncüleri okuması mümkün müdür sorusunun yanıtıydı ve bu yanıt evetti! Beyin-bilgisayar arayüzleriyle ilgili asıl ilginç sonuç ise şimdi geliyor:
İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler
Telepatik internet geliyor
Deneye katılanların ana dili İngilizce veya Portekizceydi ama yapay zeka bu dilleri ayırt etmedi. Sorun dil becerisi de değildi. Bizzat insan beyni sözcük işlemeye anadil kullanmadan önce başlıyordu. Bunun için insanı insan yapan ve atalarımızın hayatta kalmasını sağlayan temel dürtüleri kullanıyordu. Anlaşılan beyin, sözcükleri üç ana kategoride topluyordu: Barınma, beslenme ve alet kullanımı… Barınma ve beslenmeyi anlamak kolay da alet kullanımının beyinde Android’in çekirdek kodu gibi kodlanması çok ilginç. Demek ki insanı insan yapan bir temel şey de alet kullanımıymış.
Biraz daha açarsak… Elma, domates ve kıvırcık salata beslenme kategorisine; ev, kabin ve şemsiye sığınak kavramıyla birlikte barınma kategorisine ve kerpeten gibi bir alet de beden-nesne etkileşimi kategorisine giriyor. Buna da alet kullanma ve bir şeyi kavrama gibi motor hareketler diyebiliriz. Hatta yapay zeka bu kategoriler sayesinde bilmediği (beyinden anlamını çıkaramadığı) sözcükleri genel olarak tahmin edebiliyor. Nitekim araştırmacılar çıkarım yapmak için bilgisayara 240 olası cümle ezberlettiler. Ardından deneklere “Yaşlı adam taşı göle attı” gibi cümleler gösterdiler.
Kısacası beyin-bilgisayar arayüzleri şimdiden çağrışımlı ve bağlamsal yaratıcı düşünceyi öğrenmeye başladı. Yapay zeka da insanların hangi düşünceleri aklından geçirdiğini yüzde 83 oranında tahmin etti. Elbette bilgisayarın cümleleri anlaması imkansız ama yapay zeka tümcelerin gramerini ve semantik anlamını çıkarmayı başardı. 2019 yılında ise fMRI ile telepatik internette yepyeni bir şey öğrendik:
İlgili yazı: DNA Tabanlı Biyolojik Bilgisayar ve Robotlar Geliyor
Gözetleyen telepatik internet
Nörologlar bu kez katılımcılardan çeşitli hayvanları düşünmelerini istediler. Sonuç olarak insan beyninin hayvanları büyüklük, zeka ve yaşam alanına göre sınıflandırdığını gördüler. 2014–2017 arasında ise Japonya’daki Kyoto üniversitesi araştırmacıları insanların ne gördüğünü doğrudan anlamayı öğrendiler. Nörokamera projesinde bir kişinin baktığı afişteki politikacıyı veya vitrindeki ürünü sevip sevmediği anlaşılıyordu. Bir kişinin başka birinden romantik olarak hoşlandığı da anlaşılıyordu.
Hatta akıllı telefona aparat takıp bunu EEG özellikli kafa bandına monte ettiler. Böylece yapay zeka mobil uygulama yardımıyla, kişinin gördüğü şeyleri ne kadar sevdiğini, kalp gözlerle rating vererek gösterdi. Dahası akıllı telefon kişinin bakıp da beğendiği ürünü kameraya alıp sosyal ağlarda paylaştı. Tabii bunun için de derin öğrenme yapay zekası kullandılar. Bu sistem de Facebook’un fotoğraflarda yüz tanıma, eşya, hayvan, insan, giysi tanıma algoritmasına çok benziyordu.
2019 yılında ise Japon yapay zekası, kişinin gördüğü şeyleri sadece beyin sinyallerinden tanımaya başladı. Hem de aslına oldukça sadık bir şekilde… Siz de ilgili resmi burada bulabilirsiniz ki bence çok etkileyici bir başarı. Ardından California Üniversitesi San Francisco Parnassus Kampüsü araştırmacıları, bu kez tedavi amacıyla epilepsi hastalarıyla çalıştılar. Bunun için de beyin kabuğuna elektrotlar yerleştirdiler. Sonuçta beyin sinyallerini deri üzerinden almak zor oluyor. Sinyaller kafatasının dışında hızla zayıflıyor. Neuralink şirketinin gösterdiği gibi beyin kabuğundan sinyal almak çok kolay.
Telepatik kuantum bilgisayarlar?
Bu örnekte nörologlar konuşan bir insanın dil, çene ve yanak kasılmaları gibi motor kas hareketlerini araştırdılar. Kısacası yapay zekanın yüz hareketlerine bakarak sözcükleri ayırt etmesini istediler. Tabii bu klasik dudak okuma değil. Yazılımlar bunu yıllardır başarıyla yapıyor. Bu, dudak hareketlerine yönelik beyin sinyallerini analiz ederek sözcükleri çıkarma oyunudur. Siz de aşağıdaki videoda bilgisayarın tahminlerini dinleyebilirsiniz. Yine çok etkileyici ama pratikte işe yaramaz. Yapay zekanın kaliteli tahminler yürütmesi için sinyalleri haftalarca analiz etmek gerekiyor. Belki kuantum bilgisayarlar bunu saniyelere indirger ama onlar da henüz deneysel. Telefon boyuna inmeleri ise uzun zaman alacak. Son olarak 2021’e ait bir beyin-bilgisayar arayüzü araştırmasından söz etmek istiyorum:
İlgili yazı: 5 Soruda Kuarklar Nedir ve Nasıl Çalışır?
El yazısıyla telepati
13 Mayıs 2021 tarihli araştırmada nörologlar bilgisayarla metin okuma yapay zekasının yeni bir sürümünü kullandılar. Böylece telepatik internette büyük ilerleme kaydettiler. İnsanlarda 40 kadar yüz kası var ve bunlar konuşurken çok karmaşık bir şekilde oynuyor. Motor hareketleri doğrudan okumak çok zor oluyor. Öte yandan yazı yazarken el kasları belirli kalıplarla hareket ediyor. Dolayısıyla yapay zekanın kişinin ne yazdığını el hareketlerini üreten beyin sinyallerine bakarak anlaması kolay oluyor.
Üstelik buna katkı yapan hastanın boyundan aşağısı felçliydi. Buna karşın araştırmacılar hastaya çeşitli sözcükler vererek bunları yazmayı hayal etmesini istediler. Sonunda iş dakikada 90 kelimeyle doğal cümleler yazmayı düşünmeye vardı. Yapay zeka beyin sinyallerine bakarak bu hızda yazılanları > yüzde 94 oranında anladı. Alışık bir gencin metin iletilerinde akıllı telefon sanal klavyesinde dakikada 135 kelimeye yazabildiğini düşünürsek telepatik beyin yazısı için hiç fena değil! 😉
Kısacası telepatik internet için sinyal analizinde büyük ilerlemeler kaydettik. Dolayısıyla telepatik internetin önündeki asıl darboğaz şey… beyin-bilgisayar arayüzleridir. fMRI pratik değil ve EEG net sinyal alamıyor. Neuralink teknolojisi yeni gelişiyor ve 14 yıllık kafatasına elektronik kutu takma teknolojisi de felçli hastalar dışında istenecek şey değil. Peki minyatür, mobil ve kullanışlı arayüzler geliştirmek için ne yapıyoruz? Bu konuda genetik ve biyoteknolojiden yararlanıyoruz:
Beyin-bilgisayar ve zebra balıkları
Bilim insanları zebra balığı larvalarını alarak genetiğini değiştirdiler. Böylece GDO larvası nöronlarının aktifken floresanlı parlamasını sağladılar. Böylece zebra balığı nöronlarının sinyallerini kafasını kesip açmadan izlemek mümkün oldu. Bu harika ama yetişkin insanların kafatası hayali Marslıların tersine saydam değildir. Acaba kafatası derisi üzerine minik bir çip yerleştirip bunun nöral sinyallerini güçlendirmesi mümkün olur mu? Deri üstü veya deri altı çipin verici anten olacağını düşünün… Beyin sinyallerini kablosuz yerel ağla yakındaki bilgisayarlara aktaracaklar. Bilgisayarlar da bunu komutlara çevirecek. Minyatür çiplere daha var ama NASA bunun için termometre kullanmak istiyor: 😮
İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?
Kızılaltı beyin-bilgisayar arayüzü
Günümüzde yeni yalan makineleri kişilerin yalan söylediğini yüz sıcaklığına bakarak anlıyor. Yalan söylerken yüzüne ateş basanları fark ediyor. Dahası kılcal damarların sıcaklık dağılımı kişinin hasta olup olmadığını ele veriyor. Covid 19 için metro ve AVM’lerde kullanılan kızılaltı termometreleri zaten biliyorsunuz. NASA da bu bildik teknolojiyi ucuza ve hızla ölçekleyerek telepatik internet için kullanmaya karar verdi. Kullanıcılar başında yine sensörler taşımak zorunda ama en azından kafatası ameliyatı gerekmiyor. Hatta birden fazla dalga boyunda çalışan sensör paketleri olacak:
Elektrik sinyallerini, görsel sinyalleri, ultrason ve kızılaltını algılayan sensörler düşünün. Hiçbiri beyin sinyallerini tek başına anlayacak kadar güçlü değil. Oysa yüz ve dudak hareketlerini yüz sıcaklığıyla, hatta kasların çıkardığı sesleri duyarak birleştirirsek telepatik interneti pratik kılabiliriz. Sonuçta önemli olan beyin sinyallerini yüksek çözünürlükte kaydetmekten ziyade bu sinyalleri doğru okumaktır. Sensör paketleri hızlı yorumlamaya izin verecektir. Ardından bunları civar robotlarla makinelere standart Wi-Fi ile aktaracaktır. Böylece açıl susam açıl diye düşününce (?) otomobilinizin kapısı açılacaktır.
Dediğim gibi; beyin-bilgisayar arayüzlerini önce askeri teknolojilerde kullanacağız. Nitekim ABD ordusu Gelecek Kuşak Ameliyatsız Nöroteknoloji Programına ya da kısaca N Cube’a 104 milyon Ar-Ge bütçesi ayırdı. Amaç da askerlerin Türk yapımı Kargu-2 gibi navigasyonda otonom olan mini saldırı dronlarını düşünceleriyle kontrol etmesini sağlamak. Böylece konuşmak veya kumanda arayüzleri kullanmak ve sinyal karıştırıcılara karşı önlem almak gerekmez. Hatta askeri birlik saldırıya uğrarsa telepatik Kargu-2’ler yardım çağırısı düşüncesiyle aniden havadan yere inip saldırganların üzerinde patlayabilir.
Beyin-bilgisayar için sonsöz
Tabii herkesi gözetleyen telepatik sinek dronları saymıyorum bile… Bunun suikastçı balarısı versiyonunu ise Black Mirror’da izleyebilirsiniz. Siz de beyne telden sinir dantelleri döşeyecek Neuralink şirketine şimdi bakabilir ve yapay zeka nedir sorusunu hemen araştırabilirsiniz. Yapay zeka süper zeki olacak mı diye sorarak insan zekasıyla yapay zeka arasındaki 10 farka bakabilirsiniz. İş telepatik beyin yıkamaya gelirse bu ciddi risk için beyin simülasyonu ve elektrikle beyin kontrolü, beyin programlayan holografik aygıt ve RNA yoluyla genetik hafıza transferi yazılarına göz atabilirsiniz. İnsan türünü tehdit eden 5 teknolojiye bakıp insanların soyunun ne zaman tükeneceğini görebilirsiniz. Yok eğer hayatta kalacaksak insanların gelecek 100 yılda nasıl evrim geçireceği de sizi bekliyor. Bilimle ve sağlıcakla kalın.
Beyin kayıtlarından yapay konuşma türetme
1Predicting Human Brain Activity Associated with the Meanings of Nouns
2Deep image reconstruction from human brain activity
3Re-thinking EEG-based non-invasive brain interfaces: modeling and analysis
4Speech synthesis from neural decoding of spoken sentences
