Dažu ideja AirPods spējīgs nolasīt noteiktus smadzeņu signālus Tas vairs neizklausās pēc tālas zinātniskās fantastikas. Vairāki ar Apple saistīti pētījumi un tehniskie ziņojumi liecina, ka uzņēmums nopietni pēta, kā pārvērst savas austiņas par vārtiem uz smadzeņu elektrisko aktivitāti, izmantojot pašu ausi kā ierakstīšanas punktu.
Pagaidām nav oficiālu produktu paziņojumu, un viss joprojām ir izstrādes stadijā... pētījumi, patenti un prototipiPat ja tā, publicētā informācija ļauj mums ieskicēt diezgan skaidru scenāriju: nākotnes AirPods varētu ietvert sensorus un mākslīgā intelekta modeļus, kas spēj interpretēt elektroencefalogrāfijas (EEG) signālus no auss kanāla, un tas varētu ietekmēt veselību, labsajūtu un miega uzraudzību, arī tādos tirgos kā Spānija un pārējā Eiropa.
Mākslīgā intelekta modelis smadzeņu signālu izpratnei bez cilvēka marķējuma
Šīs potenciālās revolūcijas sākumpunkts ir pētījums, kurā Apple pētnieki apraksta metodi, kas ļauj izveidot modeli Mākslīgais intelekts apgūst smadzeņu elektriskās aktivitātes struktūru bez nepieciešamības neirologiem manuāli marķēt datus. Sistēma nepaļaujas uz anotētiem ierakstiem, bet gan uz lieliem neapstrādātu EEG datu apjomiem.
Šo pieeju sauc PARS (relatīvā nobīde pa gaisu)Šis ir pašapkalpošanās mācīšanās veids. Tā vietā, lai pateiktu mākslīgajam intelektam, kurš segments atbilst katram miega posmam vai epilepsijas epizodei, algoritms ņem divus nejauši izvēlētus EEG signāla fragmentus un tam ir jānosaka laika nobīde starp tiem.
Piespiežot modeli atrisināt šo relatīvo pozīciju mīklu, PARS panāk, ka mākslīgais intelekts pakāpeniski aptver smadzeņu viļņu globālais sastāvsārpus ļoti lokāliem modeļiem. Tādā veidā tiek ģenerētas noderīgas iekšējās reprezentācijas, kuras pēc tam var atkārtoti izmantot tādiem uzdevumiem kā miega stadiju klasificēšana vai neiroloģisku anomāliju noteikšana.
Veiktajos testos modeļi tika iepriekš apmācīti ar šo metodi Tie sasniedza vai pārspēja iepriekšējo metožu veiktspēju pašpārraudzītas mācīšanās vairākās EEG datu kopās. Galvenais ir tas, ka sistēma ne tikai aizpilda signāla nepilnības, bet arī apgūst ilgtermiņa attiecības smadzeņu darbībā, paverot durvis uzticamākām analīzēm, nepaļaujoties uz ekspertu anotācijām.
Viena no pārsteidzošākajām pētījuma detaļām ir tā, ka tajā iekļauti ieraksti, kas iegūti ar auss EEGTas ir, mērījumi tiek veikti no auss, nevis galvas ādas. Šī metode ir daudz diskrētāka un ērtāka nekā tradicionālās EEG austiņas, un tā ir ideāli piemērota integrēšanai patērētāju ierīcēs, piemēram, AirPods.
No laboratorijas līdz ausij: kāpēc ausu EEG der AirPods austiņām
Starp PARS testēšanai izmantotajiem datu kopumiem ir EESM17, kas koncentrējas uz miega uzraudzību, izmantojot pārnēsājama auss EEG sistēma ar vairākiem kanāliem, apvienojumā ar klasiskiem galvas ādas mērījumiem. Rezultāti liecina, ka atbilstošu smadzeņu informāciju var iegūt pat no auss.
Auss EEG izmanto elektrodus, kas tiek novietoti ārējās auss iekšpusē vai ap to. Lai gan signāli ir nedaudz vājāki un trokšņaināki nekā tie, kas iegūti no galvas, tie joprojām atstaro klīniski noderīgi modeļi, piemēram, miega fāzes vai noteiktus signālus, kas saistīti ar epilepsijas lēkmēm. Apmaiņā pret to jūs iegūstat diskrētumu un ērtības, kas ir svarīgi, ja plānojat izmantot sistēmu ikdienas dzīvē.
Apple gadījumā uzņēmums jau gadiem ilgi paplašina savu ierīču veselības funkcijas: EKG Apple Watch ierīcēasins skābekļa mērīšana, sirdsdarbības sensori vai fotopletismogrāfijas tehnoloģijas savās valkājamajās ierīcēs. Pašreizējo pētījumu un dokumentu ieteiktais nākamais loģiskais solis būtu paplašināt šo pieeju, iekļaujot smadzeņu aktivitātes jomu caur ausi.
Apgalvojums, ka nākamās paaudzes AirPods austiņās būs iekļauti EEG sensori, nešķiet neprātīgs, ņemot vērā to, ka intensīva bezvadu austiņu lietošana ikdienāMiljoniem cilvēku Spānijā un visā Eiropā tos valkā lielu dienas daļu, padarot tos par ideālu līdzekli veselības datu nepārtrauktai reģistrēšanai, nemainot ieradumus.
Papildus zinātniskajam darbam ir identificēti šādi intelektuālā īpašuma dokumenti un patentu pieteikumi kas sniedz diezgan konkrētas norādes par to, kā šo biosignālu nolasīšanu no auss varētu tehniski ieviest masveida patēriņa ierīcē.
Patents, kas paver durvis uz AirPods austiņām ar biosignālu nolasīšanu
2023. gadā Apple iesniedza patenta pieteikumu par pārnēsājama elektroniska ierīce, kas spēj mērīt biosignālus no lietotāja auss. Lai gan tekstā AirPods nav tieši minēti vārdā, zīmējumi un apraksti nepārprotami atgādina ausīs ievietojamu austiņu formātu.
Dokumentā sīki aprakstīts, ka smadzeņu aktivitāti var mērīt ne tikai ar elektrodiem uz galvas ādas, bet arī ar elektrodi, kas novietoti ārējās auss iekšpusē vai ap toŠī stratēģija piedāvā nepārprotamas priekšrocības: sensoru mazāka redzamība, lielāks komforts un iespēja izmantot sistēmu kustības laikā, salīdzinot ar tradicionālajām klīniskajām iekārtām, kas ir pilnas ar kabeļiem.
Tomēr pašā patentā ir atzīts, ka, lai iegūtu ticamu mērījumu, izmantojot priekškambaru EEG, būtu jāņem vērā, ka katrai personai ir auss ar atšķirīgu formuTādas zonas kā auss gliemežnīca, auss kanāls vai tragus lietotājiem ievērojami atšķiras, tāpēc viens dizains negarantē optimālu elektrodu izvietojumu visos gadījumos.
Lai risinātu šo problēmu, Apple piedāvā dizainu, kurā austiņas ir integrētas vairāk elektrodu nekā absolūti nepieciešamsizvietoti dažādās pozīcijās ap galiem, kas tiek ievietoti ausī. Pēc tam mākslīgā intelekta modelis analizē, kurš no šiem punktiem piedāvā vislabāko signāla kvalitāti, novērtējot tādus parametrus kā impedance un trokšņa līmenis.
Ierīce apvienotu dažādu sensoru iegūtos mērījumus, piešķirot katram noteiktu svaru un tādējādi ģenerējot optimizēts "sapludināts" smadzeņu signālsPatents ietver arī pieskāriena žestus, piemēram, pieskaršanos vai nospiešanu austiņai, lai sāktu vai apturētu biosignālu uztveršanu, un ierosina dažādas dizaina konfigurācijas, lai pielāgotos ļoti dažādu ausu anatomijai.
Kā darbotos nākotnes AirPods, kas nolasa smadzeņu signālus?
Saliekot kopā visas daļas — PARS metodi, auss EEG un 2023. gada patentu —, var iedomāties, kā AirPods ar spēju [neskaidrināt] darbotos praksē. ierakstīt un apstrādāt smadzeņu signālusIdeja būtu integrēt elektrodus un bioelektriskos sensorus korpusa iekšējā daļā, tieši tajās vietās, kas saskaras ar auss kanālu un ārējo ausi.
Šie sensori uztvertu nelielas elektriskā potenciāla variācijas, kas saistītas ar neironu aktivitāti un citiem tuvumā esošiem biosignāliem, piemēram, muskuļu aktivitāte, acu kustība vai asins tilpuma pulssKatrā austiņā integrēta mikroshēma veiktu pirmo darba fāzi: signāla segmentēšanu pa zonām, daļas trokšņa filtrēšanu un līmeņu regulēšanu.
Pēc tam dati bezvadu režīmā tiktu nosūtīti uz iPhone, iPad vai Apple Watch, kur darbu pārņemtu jaudīgāks mākslīgā intelekta modelis, kura pamatā ir PARS līdzīgas pieejas. interpretēt signālu modeļusPateicoties pašpārraudzītai iepriekšējai apmācībai, sistēma varēja atpazīt miega stāvokļus, smadzeņu aktivitātes izmaiņas vai iespējamās anomālijas, neprasot speciālistam manuāli marķēt katru ierakstu.
Starp dokumentos ieteiktajiem lietojumiem ir miega fāzes uzraudzībaŠī tehnoloģija var atklāt krampjus vai neiroloģiskus traucējumus un uzraudzīt ar nervu sistēmu vai asinsriti saistītus veselības rādītājus. Tā arī paver iespējas lietojumiem, kas vērsti uz koncentrēšanās spēju, nogurumu vai modrības līmeni, ar scenārijiem, kas varētu interesēt gan atsevišķus lietotājus, gan profesionālo vidi.
Ikdienas lietošanā ideja ir tāda, ka lietotājam tikpat kā nebūs jāmaina sava rutīna: pietiktu vienkārši uzlikt austiņas kā parasti. Sistēmu varētu aktivizēt manuāli ar noteiktu žestu vai arī tā darbotos automātiski. ieplānots noteiktos laika intervālosPiemēram, naktī, lai pēc tam parādītu ziņojumus par atpūtas kvalitāti, miega pārtraukumiem vai citiem labsajūtas rādītājiem.
Smadzeņu aktivitātes mērīšanas no auss priekšrocības un ierobežojumi
Auss izvēle par mērīšanas punktu ir pilnīgi loģiska. No praktiskā viedokļa auss EEG sistēma piedāvā Redzamība ir ievērojami samazināta, salīdzinot ar tradicionālajām klīniskajām ķiverēmTas varētu atvieglot tā ieviešanu ikdienas vidē Eiropā, nepiesaistot uzmanību uz ielas, sabiedriskajā transportā vai birojā.
Turklāt austiņas ir aksesuārs, ko daudzi cilvēki lieto katru dienu stundām ilgi, tādējādi atvieglojot uzstāšanos bieži un ilgtermiņa ieraksti bez nepieciešamības regulāri apmeklēt ārstu. Tiem, kam ir miega problēmas vai kuri tiek ārstēti neiroloģiski, regulāra mērīšana mājās varētu būt īpaši noderīga kā papildinājums medicīniskajai aprūpei.
Monētas otra puse ir tāda, ka no auss iegūtie signāli ir vājāka un trokšņaināka nekā tie, kas reģistrēti uz galvas ādas. Tādas parastas aktivitātes kā runāšana, košļāšana vai vingrošana var radīt artefaktus, kas kropļo rādījumus, tāpēc sistēmai ir jāpielieto uzlabotas filtrēšanas un kompensācijas stratēģijas.
Arī austiņu fiziskajai piemērotībai ir būtiska ietekme: nelielas pozīcijas izmaiņas var mainīt elektroda saskare ar ādu un līdz ar to signāla kvalitāti. Lai to atrisinātu, ir nepieciešams ļoti rūpīgs ergonomisks dizains un nepārtraukti kalibrēšanas algoritmi, lai ierīce varētu pielāgoties nelielām kustībām un ausu daudzveidībai.
No klīniskā viedokļa viss liecina, ka vismaz pirmajā posmā šie nākotnes AirPods būtu tuvāk instrumentam, kas paredzēts vispārēja uzraudzība un labsajūta nekā diagnostikai paredzēta medicīnas ierīce. Lai pārietu uz regulētu lietošanu veselības aprūpē, būtu jāveic stingri klīniskie pētījumi un jāsaņem īpašas atļaujas no kompetentajām iestādēm.
Konfidencialitāte un regulējums Eiropā attiecībā uz AirPods, kas nolasa smadzenes
Papildus tehniskajām problēmām, austiņu iespēja nolasīt smadzeņu signālus paver svarīgas debates par to, kā privātums, datu drošība un regulējumsīpaši Eiropas Savienībā, kur Vispārīgā datu aizsardzības regula (VDAR) nosaka ļoti stingrus pienākumus veselības datu apstrādē.
EEG ieraksti var atklāt ārkārtīgi sensitīvu informāciju: miega modeļus, iespējamus neiroloģiskus traucējumus vai netiešas norādes par uzmanības līmeni un nogurumu. Šāda veida dati pilnībā atbilst kategorijai īpaši aizsargāta veselības informācijaTāpēc tā lietošanai ir nepieciešams ļoti skaidrs juridiskais pamats, nepārprotama piekrišana un pārskatāma informācija lietotājam.
Ja Apple nolems Eiropā laist tirgū AirPods ar šīm iespējām, tam būs jāgarantē spēcīga biosignālu šifrēšana Gan pārsūtīšanas, gan glabāšanas laikā ir jābūt skaidrai datu saglabāšanas politikai un vienkāršiem mehānismiem, lai persona varētu dzēst savu vēsturi vai eksportēt to uz citiem pakalpojumiem, ievērojot piekļuves, labošanas un pārnesamības tiesības.
Vēl viens delikāts aspekts būs robežas novilkšana starp patēriņa preci labklājībai un… regulēta medicīnas ierīceJa uzmanības centrā ir tādas funkcijas kā miega uzlabošana vai vispārējo tendenču reģistrēšana, tiesiskais regulējums būs viena lieta; ja mērķis ir diagnosticēt vai ārstēt specifiskas patoloģijas, tiks piemēroti stingrāki standarti un uzraudzība, ko veic tādas iestādes kā Eiropas Zāļu aģentūra vai valstu aģentūras.
Eiropas regulatori jau ir izrādījuši interesi par digitālās veselības un modernu valkājamo ierīču attīstību. Tehnoloģija, kas spēj nolasīt smadzeņu signālus no auss, visticamāk, paātrinās nepieciešamību pēc atjaunināt un precizēt tiesisko regulējumulīdzsvarojot inovācijas ar drošības un privātuma garantijām tādu valstu kā Spānija, Francija vai Vācija pilsoņiem.
Pašreizējais smadzeņu AirPods attīstības stāvoklis un laika horizonts
Balstoties uz visu līdz šim publicēto, aina balstās uz trim pīlāriem: Mākslīgā intelekta pētījumi, kas piemēroti EEGPatenti, kuros detalizēti aprakstīta aparatūra biosignālu mērīšanai no auss, un piemēri no citiem ražotājiem, kas jau strādā pie biometriskajām austiņām. Neviens no šiem elementiem vien nenozīmē, ka AirPods, kas spēj nolasīt smadzenes, drīzumā tiks laisti klajā.
Pašā PARS pētījumā ir uzsvērts, ka tas ir pētījumi un laboratorijas eksperimentiPētījums koncentrējas uz to, lai pārbaudītu, vai modelis spēj patstāvīgi apgūt smadzeņu viļņu laika struktūru un uzlabot precizitāti dažādos dekodēšanas uzdevumos. Nav tiešu atsauču uz komerciāli pieejamu produktu.
No otras puses, patenti bieži apraksta iespējamos attīstības ceļus, bet Tie negarantē, ka tie materializēsies ierīcēDaudzi pieteikumi kalpo ideju rezervēšanai, dizainu aizsardzībai vai tehnoloģiju aptveršanai, kuras varētu tikt pārskatītas pēc gadiem, ja tehniskie un komerciālie apstākļi izrādīsies labvēlīgi.
Tikmēr tādi uzņēmumi kā Aware Custom Biometric Wearables jau ir uzsākuši darbību. austiņas, kas īpaši paredzētas smadzeņu aktivitātes mērīšanai un signāli, kas saistīti ar klejotājnervu vai asinsvadiem auss kanālā. Šie projekti parāda, ka uz biosignāliem orientēta valkājamo ierīču nozare ir nopietna un ka pieaug interese par šāda veida produktiem, tostarp inovācijas audio jomā.
Ņemot vērā tipiskos izstrādes laika grafikus, nepieciešamās validācijas un iespējamās normatīvās prasības, šķiet pamatoti domāt, ka, ja šī darba līnija turpināsies, mēs redzēsim pakāpeniska attīstība turpmākajos gadosTā vietā, lai pēkšņi un nekavējoties panāktu ievērojamu pieaugumu, daži aprēķini pat norāda uz nākamo desmitgadi, kad šāda veida risinājumi droši sasniegs plašu sabiedrību un tiks labi integrēti digitālajā ekosistēmā.
Viss liecina, ka Apple pamazām veido tehnoloģisko pamatu, lai nākotnes AirPods vairs nebūtu vienkāršas austiņas un kļūtu par... diskrēts logs smadzeņu aktivitātēŠī tehnoloģija balstās uz ausī novietotiem sensoriem, mākslīgā intelekta modeļiem, kas spēj mācīties bez cilvēka iesaistes, un programmatūras slāni, kas vērsts uz labsajūtu un veselību. Tas, vai šī vīzija kļūs par realitāti lietotājiem Spānijā un pārējā Eiropā, būs atkarīgs gan no tehniskās brieduma, gan no regulējuma attīstības, un galvenokārt no tā, cik lielā mērā cilvēki būs gatavi uzticēt tādus sensitīvus datus kā savus smadzeņu signālus ierīcei, ko viņi pašlaik izmanto, lai klausītos mūziku vai atbildētu uz zvaniem.
