Student World

Komunikace — (z lat. communicatio, to od communicare = spojovat) — v širokém smyslu jakýkoliv přenos informace. Na tomto stupni obecnosti popisujeme komunikaci v kategoriích typu: zdroj — příjemce, komunikační kanál, komunikační kód, komunikační šumy atd.

Tak takhle nějak vypadá úvod do hesla komunikace ve velkém sociologickém slovníku, která pak pokračuje na dalších 4 stranách. Je tedy vidět, že problém vzájemné komunikace trápí lidstvo již odedávna. O jejím významu, formách a možnostech byly popsány stovky stran textu. Mezi ně se zařadí i tento článek, jehož téma je však poněkud odlišné, vyplývá z komunikujících subjektů. Bude se totiž věnovat možnost komunikace člověka s počítačem.

Důležitost tohoto vztahu roste každým okamžikem, jistě už dnes se najde velké množství lidí, kteří denně tráví více času komunikací s počítačem než s ostatními lidmi. Jeden z nejdůležitějších důvodů tohoto stavu je kvalita současné komunikace. Mimozemšťané, kteří by sledovali lidi pracující s počítačem, by si asi představovali ideálního člověka jako pavouka s obrovským počtem nohou a velkými očními bulvami, s jejichž pomocí může rychleji svému počítači zadávat příkazy a sledovat jejich vykonávání. To si naštěstí uvědomuje i mnoho lidí a tak pomalu začíná docházet k postupným změnám. Takovou první vlaštovkou mohou být např. zařízení na rozpoznávání hlasu. Při jejich představě se mě ale nějaké velké nadšení zrovna nezmocňuje. Určitě existují i rychlejší metody a naštěstí nejsem sám, kdo si to myslí.

Cyberware anebo neurotechnologie

Na počátku všeho asi byli spisovatelé sci-fi, kteří ve svých vizích budoucnosti již několikráte vymodelovali obraz, který další generace vědců dokázaly uskutečnit. Nejinak tomu je i v případě přímého propojení lidského mozku s počítačem. Díky nim již také dávno pro takové zařízení máme i specializovaný pojem — cyberware. Tedy jinými slovy, cyberware je technologie, která se pokouší vytvořit pracující rozhraní mezi strojem (počítačem) a lidským nervovým systémem (většinou přímo s lidským mozkem). Jakkoliv fantaskně to zní, již dnes taková zařízení existují. Samozřejmě ne všude jsou známá pod pojmem cyberware, poněkud konzervativnější věda má raději název neurotechnologie. Její využití se v současné době orientuje do dvou obastí — do tvorby počítačových interface a na výrobu náhradních protéz.

Zatím je sice většina takovýchto zařízení v plenkách, ale brzo se očekává její rozšíření do klinické praxe. Pokud budou současné pokusy pokračovat, dobře mohlo by k širokému uplatnění této metody dojít v rozmezí necelých 15 let. Podívejme se tedy, co se v dnes v laboratořích připravuje.

Rozhraní není jen USB

Interface člověk/počítač opravdu již dávno není jen USB, po světě se začínají rojit i jiná, daleko sofistikovanější řešení. Asi největší budoucnost má přímé napojení na nervový systém člověka, na to si ale budeme muset ještě počkat. Vývoj není ještě tak daleko a musíme se proto spokojit s poněkud jednoduššími zařízeními.

Monitorování signálů mozku a kontrola počítačů

Tato metoda je asi v současné době nejrozšířenější, existuje totiž velké množství studií zabývajících se tímto problémem. Setkáme se zde jak s jednoduchými přístroji, které se ovládají pomocí změn mozkových vln, tak s velice sofistikovanými přístroji, které umožňují zadávání složitých dat. Hlavním problémem těchto zařízení je ale nutnost speciálního vyškolování uživatelů, kteří často k ovládání systému musí vynaložit mnohem vyšší aktivitu než u pouhé klávesnice.

Velice populární jsou tzv. vizuální klávesnice. Hlavní technika spočívá v zobrazení obrázku klávesnice na monitoru, po které pomalu přechází světelný kurzor. Pokud je kurzor na správném písmenu, dojde u osoby k pozitivní reakci, která je počítačem zaznamenána a písmeno je tak vybráno. Někdy je také použito blikajících písmen, na které se uživatel zaměří a tato frekvence se pak zobrazí v mozku a následně je v počítači vybráno správné písmeno.

Další možností je využít pohybů svalů, tedy zařízení založených na EMG nebo EOG technologii (viz vložený text). Typickým zástupcem je např. Biomuse nebo EOG MIDI firmy BioControl Systems. První zařízení, jak již název napovídá, nahrazuje klasickou myš, kdy jednotlivé pohyby jsou snímány přímo ze svalů, druhé zařízení umožňuje postiženým pacientům pomocí malých mozkových pohybů dokonce hrát hudbu s pomocí počítače. Jiným zařízením pracujícím na principu EMG, tedy konkrétněji EOG, je technologie EagleEyes původem z Bostonské univerzity (http://www.cs.bc.edu/~gips/EagleEyes). Pomocí pohybu očí tak mohou pacienti kontrolovat pohyb myši po obrazovce a zadávat tak potřebná data.

Velice jednoduchý, ale přitom názorný experiment, který je zde vhodné zmínit, provedl David Cole. Ten pomocí dobrovolníků ukázal celý možný potenciál těchto technik. Při svém experimentu použil dvě helmy, v první bylo zaznamenáváno EEG prvního dobrovolníka a to bylo pak pomocí magnetického pole přenášeno do helmy druhého. Bylo tak možno přenášet jednoduché podněty jako např. silný zdroj světla nebo blikání.

Právě na poli EEG se dá očekávat v blízké budoucnosti velký pokrok, protože původně drahé zařízení pro příjem EEG se začínají objevovat i v jednodušších a levnějších variantách, které by měly umožnit zkoumat tento jev i chudším výzkumným pracovištím.

Přímé propojení na neurony

Tak toto je ten pravý cíl cyberware zařízení, která zřejmě jako jediná umožní počítačům číst naše myšlenky přímo v mozku bez zbytečných zkreslujících mezistupňů. Na druhou stranu je toto řešení asi nejhůře realizovatelné. Výzkum v tomto oboru je opravdu velice náročný, přesto i zde dochází k velkým skokům kupředu. Asi nejvíce v tomto oboru postoupili na Institutu Maxe Plancka (http://mnphys.biochem.mpg.de) v Německu. Zde jsou již nyní schopni propojit jednotlivé neurony se silikonovými chipy. Obrovským posunem je, že s živým neuronem dokážou komunikovat dokonce obousměrně, tedy jak informace vysílat i přijímat.

Hlavním problémem těchto zařízení je nutnost přímého zásahu do nervové tkáně, která může často být destruktivní. Přesto je dobré v tomto výzkumu pokračovat. Pokud by se totiž vědcům podařilo vyrobit vhodné implantáty, mohli by ze světa zmizet lidé s postižením mozku nebo třeba Alzheimerovou nemocí.

Další možnosti

Komunikace se samozřejmě nemusí omezovat pouze na oblast mozku. Na dalších částech těla je také mnoho nervových zakončení, která je škoda nechat ležet ladem. Toho by se dalo velice dobře využít např. při tvorbě zařízení pro virtuální realitu nebo pro identifikační systémy.

Protézy

V oboru zdravotní techniky má cyberware také opravdu široké pole působnosti. Jedná se hlavně o umělé končetiny a náhradu lidských senzorů. Tyto technologie asi nejvíce ospravedlňují celou cyberware technologii, neboť jsou příslibem plnohodnotného života pro mnoho zdravotně postižených lidí.

Končetiny

Právě končetiny se asi většině lidí vybaví při slově protézy. Je to samozřejmé, protože takové náhrady jsou asi nejzřetelnější a jistě velmi důležité. Každý si asi dovede představit použití cyberware technologií v takovýchto zařízeních. Využít se zde dá jak technologie EEG a EMG, tak i přímé propojení s neutrony. Zajímavý je v tomto směru určitě výzkum prováděný na Hahnemannské univerzitě (http://www.voicenet.com/~rybak/chapin.html), kde krysy kontrolují pomocí přímých mozkových signálů robotí ruku. Krysám jsou totiž do mozku implantovány elektrody, pomocí nichž tvor ovládá robotí ruku s vodou, kterou zvíře dostává jako odměnu.

Náhrady smyslů

Náhrada smyslů je asi jedním z nejvíce fantaskních použití cyberware technologie a možná právě proto zde vědci dosahují nejlepších výsledků. Nejdále je asi technologie týkající se vidění a sluchu. Alespoň částečnou pomoc pacientům postiženým ztrátou sluchu poskytuje již přes 20 let malá elektronická protéza s názvem "Cochlea Implant". Její malé elektrody stimulují akustický nerv pacientů a tak lámou onu bariéru věčného ticha hluchotou postižených pacientů.

Daleko zajímavější je ale asi možnost očních protéz. V současné době směřuje vývoj dvěma hlavními směry — na tvorbu malých náhrad očních fotoreceptorů a na kompletní náhradu oka. První výzkum je podstatně jednodušší a proto je i ve svých výsledcích mnohem dále. Úkolem takovýchto zařízení je náhrada očních fotoreceptorů silikonovým chipem. Ten transformuje dopadající paprsky do elektrických impulzů, kterými stimuluje gangliové buňky a ty pak přenášejí obrazovou informaci dále do mozku. Výzkum pokročil již tak daleko, že je možné tyto chipy aplikovat u pacientů. O jednom takovém úspěšném zákroku u zpěváka Stevie Wondera jste se již na stránkách CW mohli dočíst, konkrétně v čísle 51/52. To ale zdaleka není jediný případ, podobný výzkum probíhá např. na univerzitě Johna Hopkinse (http://www.ece.ncsu.edu) nebo na univerzitě v Tuebingu (http://www.uni-tuebingen.de).

Daleko zajímavější je druhý směr výzkumu, který by měl vrátit vidění téměř všem slepým. Výsledky prvního výzkumu totiž nemohou použít všichni pacienty. Pro ty ostatní zbývá naděje v dalších projektech. Jeden takový běží např. na polytechnice v Montrealu (http://www.polystim.polymtl.ca), kde se pokoušejí vyrobit kompletní náhradu oka. Obraz je v tomto systému zpracováván pomocí kamery a pak pomocí elektromagnetických vln předáván do mozkového implantátu, který přímo stimuluje vizuální cortex v týlním laloku.

Co je vlastně nemožné?

Správná otázka by možná spíše měla znít: "Co je vlastně možné?". Přesto si myslím, že po předchozích odstavcích je první varianta výstižnější. Lidský duch zřejmě nezná hranic, které by ho měly zastavit. Význam cyberware technologií leží v dnešní době hlavně v pomoci našim postiženým spoluobčanům, kterým by mohly nabídnout naději na nový plnohodnotný život. Následovat možná budou zařízení, která podstatně vylepší možnosti celé lidské rasy. To ale je stále ještě hudba budoucnosti. Do té doby bude muset lidstvo vyřešit velké množství problémů a to ne jen technického rázu. Celá technologie totiž má i druhou stranu mince, stranu etickou. Tu si ale musí rozhodnout každý sám. Rád bych zde citoval názor Rodericka Carder-Russela na tento problém: "Když stárneme, postupně se vyvíjíme. Rosteme mentálně, měníme se, adaptujeme se na nové situace, získáváme zkušenosti, stáváme se inteligentnějšími a vzdělanějšími. Také rosteme fyzicky, zvětšuje se naše síla a stále více zdokonalujeme kontrolu našeho těla. Ale i zde je určitý limit. Lidské myšlení má práh, tělo může být namáháno jen do určité míry. Tělo již pomalu zvládáme, nové objevy nám dovolují žít déle a snad jednou nám dovolí dosáhnout i dlouhověkosti. A stejně jako tělo budeme asi chtít i zrušit limit naší mysli." Já osobně si myslím, že bychom se o to měli určitě alespoň pokusit.

autor Aleš Svoboda