г. Ростов-на-Дону
30 Мая 2020 19:06:25

«Устройствами можно будет управлять мысленными командами»

Научно-исследовательский технологический центр нейротехнологий (НИТЦ) ЮФУ, по словам его руководителя Валерия Кироя, совместно с московской компанией «АСТ» создает высокотехнологичное производство, где будут использованы достижения ростовских ученых.
«Устройствами можно будет управлять мысленными командами» Валерий Кирой
На сегодня портфель контрактов НИТЦ нейротехнологий ЮФУ составляет около 600 млн рублей. Физиологи, математики, психологи, философы и инженеры центра внедряют нейрокибернетику в практику работы промышленного партнера из Москвы «АСТ», чтобы повысить производительность труда высокотехнологичного производства. Биогибридные системы ростовчан проходят апробацию в медицинском центре Великого Новгорода. Кроме того, ученые создают интерфейсы, позволяющие управлять техникой непосредственно сигналами, генерируемыми мозгом человека.

N: — Ваш проект создания программного комплекса для управления человеческим капиталом вошел в число победителей конкурса Министерства науки и высшего образования РФ по созданию высокотехнологичных производств. В чем его суть?

В.К.: — Сейчас много говорят о том, что не средства производства определяют стоимость компании, а бренд и кадровый потенциал. Я несколько десятков лет занимаюсь проблемой человека-оператора, то есть профессиями, критичными для производства и безопасности. Например, пилот самолета, диспетчер, водитель железнодорожного состава. Мы изучаем механизмы формирования состояния работающего человека, в том числе умственного утомления, монотонии, психической напряженности, психических ресурсов, уровня внимания. Как их объективно контролировать, прогнозировать, с тем чтобы способствовать более качественному выполнению оператором своих функций.

Идея этого проекта состоит в том, чтобы технологии, наработанные нами и нашим промышленным партнером, а именно крупной ИТ-компанией «АСТ», распространить на весь ее персонал и персонал других высокотехнологичных компаний. В рамках проекта будет разработана единая методическая и программная платформа, которая должна создать условия для развития персонала, причем как в профессиональной сфере, так и личностной. В основе этого — формирование высокого уровня мотивации к эффективному труду, профессиональному росту, понимание собственного потенциала и направления его развития, гармонизация межличностных отношений. Наряду с известными технологиями будут использованы разрабатываемые нами нейротехнологии мониторинга индивидуальных особенностей, функционального состояния, развития психических функций. Все оборудование, обеспечивающее функционирование этой платформы, есть у нашего партнера. Мы разрабатываем методики, программы, рекомендации. Промышленный партнер будет интегрировать разработанное нами на свою платформу, дальше мы будем совместно запускать и эксплуатировать, проверять эффективность, дорабатывать и предлагать партнеру для эксплуатации и на рынок.

N: — Как будет все это функционировать практически?

В.К.: — На этапе отбора работников, как правило, уже сегодня используется собеседование. Оно будет дополнено средствами определения индивидуальных психических и психофизиологических особенностей для создания портрета личности. Мониторинг этих качеств, а также эффективности выполнения рабочих операций, психических ресурсов, удовлетворенности результатами профессиональной деятельности, профессиональным и личностным ростом, реализуемый в ненавязчивой форме, интегрированной в профессиональную деятельность, далее будет сопровождать работника, станет достоянием руководителей. Второе направление — определение мотивации, притязаний, профессиональных и общих интересов и т. д., гармонизация личностных запросов с индивидуальными особенностями и потребностями коллектива. Наконец, создание условий для непрерывного развития психических функций (в том числе восприятия, памяти, мышления), расширения возможностей существующих каналов коммуникации и управления, а в перспективе — оснащение работника принципиально новыми каналами, например работающими в технологиях интерфейс мозг-компьютер. Одни из указанных технологий будут реализованы в рамках настоящего проекта, другие — в рамках последующих. Эта платформа будет сопровождать работников в течение всей профессиональной деятельности в компании, что станет ее конкурентным преимуществом.

N: — Через какой период планируете получить первые результаты?

В.К.: — На третьем году реализации проекта промышленный партнер должен внедрить систему у себя и посмотреть, насколько эффективно она работает. Эффективность будет определяться по повышению производительности труда и доходов компании. Через три года компания «АСТ» хочет выйти с этим продуктом на рынок. К этому времени у нас должно быть понимание того, в каком направлении эта платформа будет развиваться и совершенствоваться. То есть результаты текущей работы должны быть очевидны и интересны не только министерству, но и тем, кто будет покупать на рынке этот продукт.

N: — Каков размер выигранного вами гранта?

В.К.: — Это 195 млн рублей из федерального бюджета и столько же инвестирует фирма «АСТ». Министерство науки и образования выплачивает средства промышленному партнеру — фирме «АСТ», которая нас финансирует и контролирует, что мы делаем и насколько им это полезно. Собственные 195 млн рублей партнер потратит на создание базы платформы (софт, «железо»). А 195 млн от министерства: 40% будут использованы на реализацию наших разработок, а 60% — собственно исследования и разработки.

N: — Как вы вышли на этого промышленного заказчика?

В.К.: — Мы сотрудничаем со многими фирмами по разным прикладным проектам, нас знают. Кроме того, у нас уникальный коллектив в сфере нейротехнологий, наши работы известны, поэтому не только мы ищем партнеров, но и партнеры ищут нас. Фирма «АСТ» вышла на нас несколько лет назад с предложением к имеющемуся у нее потенциалу добавить разработки из области нейротехнологий для развития разрабатываемой ими технологии управления персоналом.

N: — Какие еще направления исследований есть у вас, кроме человека-оператора?

В.К.: — Разработка интерфейсов мозг-компьютер (коммуникация и управление непосредственно сигналами, генерируемыми мозгом человека) и мозг-мозг. Первые две монографии на эту тему вышли одновременно на русском и английском языках в 2011 году. Автор русской книги — ваш покорный слуга. Описанные там технологии будут лежать в основе технологии, известной в настоящее время как «Нейронет» (информационная среда, в которую человек интегрируется непосредственно на уровне нервных структур).

N: — Каким оборудованием пользуетесь в работе?

В.К.: — Наш центр хорошо оснащен. У нас есть вся линейка оборудования, требующаяся в нашей отрасли. Например, многоканальные системы регистрации активности мозга человека и животных (мобильные и стационарные), системы для контроля движения глаз, ультрасовременный и дорогой (около 50 млн руб.) мультифотонный микроскоп, вычислительный кластер на базе видеокарт (суперкомпьютер) и многое другое. Эксперименты идут практически каждый день. Например, для экспериментов в сфере технологий интерфейс мозг-мозг или мозг-компьютер-мозг используем очувственное кресло — это механизированное инвалидное кресло. Сидящий в нем человек (в том числе парализованный) с фурнитурой на голове может управлять креслом сигналами мозга, мысленно выполняя соответствующие движения руками и/или ногами. Например, если он представит себе движение правой рукой — это означает «поехали», левой — «остановиться», движение левой ногой — «повернуть налево», движение правой ногой — «повернуть направо».

N: — Каковы перспективы практического использования такой технологии?

В.К.: — Повышение производительности труда в значительной степени ограничивается возможностями человека. У нас немного каналов коммуникации и управления: зрение, слух, обоняние, осязание, вкус, моторика рук, ног, тела. Иногда человеку этого не хватает или естественные каналы, обеспечивающие связь с миром, не работают (например, после инсульта). Нейроинтерфейсы обеспечат создание дополнительного или альтернативного канала коммуникации и управления. Область приложения, например реабилитация постинсультных больных, в том числе тех, которые никак не общаются с внешним миром, но у них сохранен интеллект.

N: — Управлять можно только активностью мозга, которая сопровождает идеомоторные действия, или, например, просто мысленными командами?

В.К.: — Метод электроэнцефалографии был создан в 1929 году. Сначала было замечено, что активность мозга меняется в зависимости от того, активны мы или спокойны. Потом выяснилось, что функции мозга разделены между полушариями, все наше тело представлено проекцией в коре мозга. Сейчас в мире есть еще один тренд: сформировался интерес к изучению мозгового обеспечения речи. Нами предпринимается попытка использовать для коммуникации и управления внутреннюю речь — активность мозга, сопровождающую мысленно отдаваемые речевые команды. То есть со временем устройствами можно будет управлять мысленными командами: «вперед», «назад», «налево», «направо».

N: — А если человек думает о чем-то абстрактном?

В.К.: — Можно думать образами, но, как правило, это некое речевое сообщение. Еще Сеченов доказал, что, когда мы думаем, активность так называемых артикуляционных мышц повышается. Это можно зарегистрировать и интерпретировать. Что мы на сегодня можем понять? Первое: человек вербализует или не вербализует мысль, то есть мыслит образами. Второе: мысль эмоционально окрашена или нет, то есть значима ли она для человека. Дальше можно исследовать содержание речи. Доказано, что, например, глаголы и существительные в мозге обрабатываются по-разному. Глаголы связаны с действием, а значит включают моторные компоненты, а существительные — с образами предметов. Затылочная кора обрабатывает зрительные образы, височная — слуховые. Кроме того, мозг по-разному обрабатывает абстрактные и конкретные категории.

N: — Ваши исследования идут только по двум направлениям?

В.К.: — Нет. Третье — создание биогибридных систем. Многие организмы обладают уникальными свойствами, недоступными техническим устройствам. Один из примеров — обоняние. По обонятельной чувствительности животные-макросматики превосходят как существующие химико-аналитические методы, так и физические устройства. Именно поэтому, например, для поиска взрывчатых, наркотических веществ используют обученных животных. Собаки и крысы обладают практически абсолютной чувствительностью. Но они могут устойчиво «работать» как детекторы очень непродолжительное время — 15-20 минут. Идея биогибридной технологии состоит в сочетании уникальных свойств рецепторов животных (зрительных, слуховых, обонятельных и др.) с преимуществами технических устройств — надежность и значительная длительность непрерывного функционирования, высокое быстродействие, значительный объем памяти. Мы используем сверхвысокую чувствительность рецепторов животных, но регистрируем и интерпретируем их активность с использованием технических устройств, в том числе теми, которые имплантируются в их мозг. Сигналы поступают в компьютер, искусственная нейронная сеть которого их анализирует и принимает решение: например, какие вещества содержатся во вдыхаемом животным воздухе. При этом крыса может находиться в состоянии наркоза и несколько часов «работать» как детектор. Это и есть биогибридная система.

N: — На какой стадии у вас эти исследования?

В.К.: — В Великом Новгороде уже проходит апробация макетного образца, где используются крысы при скрининге социально значимых заболеваний. Биогибридная система обучается распознавать по выдыхаемому человеком воздуху наличие признаков онкозаболевания. Известно, что по существу у каждой болезни есть свой специфический запах. Мы одна из немногих команд в мире, умеющая вживить чип в мозг крысы так, что она потом спокойно живет всю оставшуюся жизнь с этим чипом.

И наконец, четвертое направление — создание систем мониторинга состояния человека неконтактными методами. Например, с помощью видеонаблюдения. Мы умеем определять частоту сокращения сердца (ЧСС) по цвету поверхности кожи практически на любой части тела. Такие вопросы интересуют не только медиков, но и тех, кто занимается контролем функционального состояния работающего человека. Эти методы позволяют определять: человек жив или мертв (пилот умер за штурвалом, и кто об этом знает?), здоров или нездоров, эмоционально возбужден или спокоен, утомлен или нет и т. д. Я уже не говорю о том, что это идентификация личности, паттернов поведения, нехарактерных для состояния покоя, например когда человек готовится сделать что-то запретное.

Многое можно сказать о человеке по движению его глаз — для этого используется айтрекер.

N: — Вы рассказываете о поразительных вещах. Как их можно совместить с отечественным состоянием медицины, где не могут справиться даже с проблемой очередей?

В.К.: — В России есть школы, ведущие исследования на мировом уровне. Но по сравнению с другими развитыми странами у нас есть огромный разрыв между тем, как это финансируется и кадрово обеспечено. Дефицит научных кадров в РФ оценивается в 45 тыс. человек. Второе — технологический разрыв между исследованиями, разработками и применением на практике. Но это не наша задача. Это проблема отсутствия системы коммерциализации знаний. Эти сложности будут существенно ограничивать нашу страну, если мы действительно захотим сделать технологический рывок.

N: — Вы предпринимаете какие-то усилия, чтобы самостоятельно коммерциализировать свои исследования?

В.К.: — Нет. Мировой опыт показывает, что как только коллектив, способный проводить фундаментальные исследования, начинает задумываться над этими вопросами, он преобразуется в коммерческую компанию. В развитых странах существует система, когда ученый, занимаясь любимым делом, получает доходы от реализации патентов. В России нет ни одного, ни другого. К счастью, у государства появились понимание этой проблемы и средства на исследования и разработки, по крайней мере в нашей области науки, поскольку она современна. Наш центр по объемам финансирования за последние годы многократно вырос.

N: — Насколько велико сейчас финансирование вашего центра?

В.К.: — У нас работает около 70 человек. Сейчас наш портфель контрактов (в разной степени реализации) составляет около 600 млн рублей. В нашем центре есть физиологи, математики, психологи, философы, инженеры. Мы выполняем уникальные исследования, в том числе для Минобрнауки и Фонда перспективных исследований. Лаборатория этого фонда работает у нас пятый год. С ними реализуем самый крупный проект — на сумму более 400 млн рублей.

N: — А зарплаты в центре соответствующие, чтобы удерживать коллектив?

В.К.: — Два года назад мы объявляли всероссийский конкурс через сайт Министерства науки и высшего образования на несколько должностей, поскольку мы планировали закупать современное дорогое оборудование. Зарплата на ключевые должности — 80 тыс. рублей. Нашли только двух младших научных сотрудников, больше не было по компетенциям, остальных пришлось готовить самим. Вскоре будем снова объявлять всероссийский конкурс для поиска людей, которые нам нужны. У нас 6 докторов наук, 60% — кандидаты наук, а также много молодежи, студенты, начиная со второго курса.

N: — Вы упомянули зарплату 80 тыс. рублей, но на рыбокомбинате в Новошахтинске рыбообработчик получает столько же.

В.К.: — Надо сравнивать не с зарплатой рабочего или таксиста, а с тем, как государство оценивает труд людей, занятых в науке или образовании. Если вы посмотрите положения об оплате труда ЮФУ или ДГТУ, младший научный сотрудник может получать 23 тыс. рублей, а в моем центре он получает 50 тыс. рублей. Обычный доцент получает 36 тыс. рублей, у нас кандидат наук — до 70-80 тыс. рублей.

ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ
Образование, наука
Ученые ЮФУ рассказали о том, как превратить отходы в удобрения и как диагностировать опасные заболевания с помощью крыс.
В городе
image
Фестиваль науки Science-Art Weekend «Наука на грани искусства» прошел в Ростове. Его организатором выступил Информационный центр по атомной энергии (ИЦАЭ) при поддержке Госкорпорации «Росатом». Интеллектуальным партнером — издательство «Альпина нон-фикшн».
Просмотров: 2240

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Инновации
image
IT-специалисты компании «Целестра» разрабатывают онлайн-конструктор приложений для управления бизнесом. Infotask помогает пользователю построить веб-системы без навыков программирования в несколько кликов. Фишка новой платформы в том, что их можно адаптировать под особенности и потребности любой компании. Пользователь самостоятельно задает структуру разделов и настраивает интерфейс. Проект работает в тестовом режиме, но уже вышел на самоокупаемость.
Инновации
image
Студент ДГТУ Сергей Бутенко вместе с командой создал технологию оценки кредитных рисков, основанную на использовании искусственного интеллекта. По его словам, аналогов продукта нет ни в России, ни в мире. Сейчас команда разработчиков ведет переговоры о продаже технологии с несколькими московскими банками.
Инновации
image
На региональной конференции «Цифровая прокачка» эксперты «Ростелекома» предложили решения по цифровой трансформации Ростовской области. Мероприятие организовали АНО «Цифровая экономика» и региональное правительство.
Инновации
«Ростелеком» провел аттестацию безопасности всех Многофункциональных центров государственных и муниципальных услуг (МФЦ) в Ростове-на-Дону. Специалисты компании оценили около 500 объектов информационной системы на предмет соответствия требованиям ФСТ ЭК и ФСБ во всех 16 МФЦ города и подтвердили их надежность.
Реклама на сайте и в газете
Заказать