Интерфейс-контроль: как эволюционирует взаимодействие человека с цифровым миром

Наше взаимодействие с цифровой стороной окружающего мира всегда нуждалось в интерфейсах — не будучи материальной, она недоступна нашим органам чувств напрямую. Поэтому люди учились выполнять математические операции на бумаге или иных поверхностях, потом появились абаки и навыки работы с ними (кто сейчас сумеет, бросив короткий взгляд на положение костяшек на счетах, назвать отображаемое число?). Позже пришла пора арифмометров и вычислительных машин, появились интерфейсы в виде перфокарт, перфолент и распечаток на АЦПУ.

По мере совершенствования электронной техники появились и уже почти привычно выглядящие клавиатуры и электронные дисплеи, сначала способные отображать только символы, но быстро освоившие и графику. Первые эксперименты в этой области относятся к середине прошлого века, а первая коммерческая дисплейная станция, IBM 2250, была разработана в 1964 году и использовалась в компьютерах серии System/360. Дисплеи дальше совершенствовались постоянно и заметно: росло разрешение, количество цветов, качество цветопередачи и динамический диапазон. Клавиатуры не то чтобы сильно развивались и менялись, но к ним начиная с 1981 года добавилась мышка, без которой работа с графическими интерфейсами была бы мучительна.

Появление смартфонов принесло нам экраны карманного размера, а в 2007 году случился запуск первого айфона, принесшего нам мультитач и сенсорные экраны, с которыми мы живем по сей день. Впрочем, если отбросить подробности, на протяжении почти полувека суть интерфейсов к цифровым сервисам для массового пользователя менялась слабо: есть экран, на котором можно видеть графический интерфейс, и динамики, доносящие до пользователя звук. Есть возможность набирать текст или взаимодействовать с графическими управляющими элементами на самом экране. Недавно благодаря развитию технологий перевода речи в текст стало возможным не набирать команды на клавиатуре, а просто произносить их вслух. Но все равно для общения с цифровой стороной нашего мира мы используем все то, чем природа нас снабдила для взаимодействия с миром материальным и существами в нем.

Задолго до появления современных цифровых технологий, в конце XVIII века, Луиджи Гальвани обнаружил и описал эффект сокращение мышц при воздействии электричества. С тех пор на протяжении двух с лишним веков в биологии и медицине электрические сигналы использовались как в некотором смысле интерфейс для взаимодействия с живыми организмами, в первую очередь, для получения информации о состоянии живых организмов: как раз с конца XVIII века врачи начали использовать электрокардиографию, и по сей день остающуюся важнейшей диагностической техникой. Синхронно с обнаружением электрической активности сердца была обнаружена и электрическая активность мозга (сначала на открытом мозге животных), а в начале XX века была впервые записана электроэнцефалограмма (ЭЭГ) человека и появился прибор электроэнцефалограф. Однако только в 60-е годы прошлого века появились работы в направлении, нынче называемом интерфейсами мозг-компьютер. Примечательно, что с самого начала эксперименты касались как внешнего управления процессами в мозге (Наталья Бехтерева изучала стимулирование мозга вживленными электродами для лечения гиперкинезов), так и использования электрической мозговой активности для управления внешними устройствами (композитор Элвин Люсьер использовал сигналы ЭЭГ для генерации музыки).

Здесь возникает фантастическая, хоть и реальная и очень символичная, деталь: Люсьер умер в 2021 году и завещал ткани своего тела для продолжения экспериментов в области генеративной музыки. Из его клеток удалось вырастить органоиды — кластеры живых нейронов, расположенные на сетке из 64 электродов. В Галерее искусств Западной Австралии недавно построили инсталляцию, в которой 20 латунных пластин звучат под ударами молоточков, управляемых сигналами нейронов в этих органоидах, а нейроны, в свою очередь, стимулируются сигналами с микрофонов, расположенных рядом с инсталляцией, и регистрирующих окружающие звуки, включая голоса посетителей.

Это впечатляющее произведение современного биоарта можно считать глубоким символом целого направления в IT и нейронауках, посвященного разработке принципиально новых интерфейсов для общения человека с цифровой стороной реальности — нейроинтерфейсов. Самым раскрученным и известным примером может служить Neuralink неугомонного Илона Маска. Сегодня он уже помог нескольким полностью парализованным пациентам вернуть возможность общения с помощью мозговых имплантов. Похожих стартапов становится все больше.

Пока технологии ИИ используются для интерпретации активности коры головного мозга и превращения их в управляющие сигналы для традиционных интерфейсов (например, для управления движением курсора или нажатием клавиш на виртуальной клавиатуре) или для механических устройств (например, протезов). Впрочем, не обязательно использовать электрическую активность именно коры: уже существуют импланты, вживляемые под кожу на месте ампутации, которые регистрируют активность сохранившихся нервных окончаний и преобразуют ее в управляющие сигналы для протезов, заменяющих ампутированную конечность. Но все это — лишь промежуточный этап.

Маск и другие энтузиасты не скрывают, что в конечном счете нейроинтерфейсы должны радикально изменить возможности общения как человека с цифровой стороной мира, так и людей друг с другом. Из медицинских устройств, решающих проблемы больных людей, они когда-нибудь превратятся в устройства общего пользования (возможно, уже неинвазивные), которые колоссально расширят «полосу пропускания» наших каналов связи с физической стороной внешнего мира, которые на сегодня используются и для общения с цифровыми сущностями. Ведь все эти экраны, очки, мышки, клавиатуры и даже голосовое общение ограничены возможностями наших традиционных органов чувств, а мечтателям хочется убрать телесные ограничения материальных старомодных посредников, дать возможность нашему интеллекту напрямую общаться с интеллектом цифровым.

Звучит все это пока очень странно. Но полезно помнить про органоиды из клеток Люсьера, которые прямо сейчас продолжают создавать интерактивную музыку — будущее намного страннее, чем мы можем себе представить, art&science-проекты нам именно про это и говорят.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора