«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.
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.
