ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस गाइड
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ऊपर: एक महिला RC ड्रोन को नियंत्रित करती है EMOTIV Insight के साथ।
मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस की परिभाषा
BCI का अर्थ क्या है? BCI (मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस) एक तकनीक है जो मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच संकेत भेजती और प्राप्त करती है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस को मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस भी कहा जाता है। BCIs मस्तिष्क के संकेतों को एकत्र करते हैं और उन्हें एक जुड़े हुए मशीन पर प्रसारित करते हैं जो प्राप्त संकेतों से संबंधित आदेशों को आउटपुट करता है।
BCI की एक सरल परिभाषा तकनीक को मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच संचार लिंक के रूप में वर्णित कर सकती है।
निष्क्रिय BCI बनाम सक्रिय BCI
BCIs निष्क्रिय या सक्रिय हो सकते हैं। एक निष्क्रिय BCI केवल मस्तिष्क के संकेतों का विश्लेषण करता है ताकि किसी व्यक्ति की संज्ञानात्मक स्थिति की अंतर्दृष्टि प्रदान की जा सके। उदाहरण के लिए, यह एक उपयोगकर्ता की भावनात्मक स्थिति का पता लगा सकता है एक उपभोक्ता अनुसंधान अध्ययन के दौरान या प्रशिक्षण कार्यक्रम.
ऊपर: नैथाली लैब्रेजेर, जो एक सेरेब्रल मोटर विकलांग के साथ पैदा हुई थी, सक्रिय BCI और एक EPOC X हेडसेट का उपयोग करके 2024 पैरालंपिक मशाल रिले में एक एक्सोस्केलेटन आर्म को नियंत्रित करती है। और जानें
एक सक्रिय BCI उपयोगकर्ताओं को बाहरी उपकरण के साथ इंटरैक्ट करने के लिए सक्रिय रूप से अपने मस्तिष्क के संकेतों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक उपयोगकर्ता अपनी बांह को हिलाने की कल्पना कर सकता है, जिससे रोबोटिक आर्म भी उसी तरह से हिलता है।
BCI कैसे काम करता है?
हमारा मस्तिष्क कोशिकाओं से भरा होता है जिन्हें न्यूरोन्स कहा जाता है। हर बार जब हम सोचते, चलते, महसूस करते हैं या कुछ याद करते हैं, तो हमारे न्यूरॉन्स काम कर रहे होते हैं। जैव रासायनिक और विद्युत संकेत उस काम को पूरा करते हैं। वैज्ञानिक इन संकेतों का पता लगा सकते हैं और यह जान सकते हैं कि उनका क्या अर्थ है इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (EEG) तकनीक का उपयोग करके। EEG मनुष्यों के मस्तिष्क से संकेत पढ़ सकता है और उन्हें एम्प्लीफायरों में भेज सकता है। अंतिमतः बढ़ाए गए संकेतों को एक BCI कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा व्याख्यायित किया जाता है, जो उपकरण को नियंत्रित करने के लिए संकेतों का उपयोग करता है।
संकेत अधिग्रहण
ECoG, LFP, EEG,SU, अन्य
संकेत प्रसंस्करण
ऑटोरिग्रसिव, फूरियर ट्रांसफॉर्म, सामान्य स्थानिक फ़िल्टर, लैप्लासियन फ़िल्टर, वेवलेट्स, अन्य
प्रभावक उपकरण के उदाहरण
स्पेलर्स
कर्सर
व्हीलचेर्स
ड्रोन
खिलौने
वीडियो गेम्स
इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT)
रोबोटिक आर्म्स
BCI क्या है?
BCI को मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस, न्यूरल- नियंत्रण इंटरफेस, माइंड- मशीन इंटरफेस या प्रत्यक्ष न्यूरल इंटरफेस के रूप में भी जाना जा सकता है। एक BCI मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच सीधे संचार की अनुमति देता है, जो अक्सर इसकी गतिविधि को नियंत्रित करता है। BCIs मस्तिष्क से संकेत पढ़ते हैं और इन संकेतों को बाहरी क्रिया में ट्रांसलेट करने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।
EMOTIV के सह-संस्थापक और CEO Tan Le इस TED टॉक में BCI समाधान और तकनीक की व्याख्या करते हैं 2010:
BCI और EEG
EEG-आधारित BCI को गैर-आक्रामक EEG इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मस्तिष्क की गतिविधि को मापने और रिकॉर्ड की गई मस्तिष्क संकेतों को आदेशों में ट्रांसलेट करने की तकनीक की विशेषता होती है।
BCIs मस्तिष्क की गतिविधि में परिवर्तन का पता लगाते हैं जो EEG के माध्यम से मापी जाती है। BCI तकनीक फिर इन संकेतों को मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को संप्रेषित करती है। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को विशिष्ट भावनाओं, क्रियाओं और अभिव्यक्तियों से संबंधित EEG मस्तिष्क गतिविधि को उठाने के लिए प्रशिक्षित किया गया है। जब एल्गोरिदम मिलते-जुलते EEG मस्तिष्क गतिविधि की पहचान करते हैं, तो BCI एक उपकरण को नियंत्रित करने के लिए बाहरी आदेश प्रसारित कर सकता है (जैसे कंप्यूटर कर्सर, रोबोटिक आर्म या व्हीलचेयर)।
इन उपकरणों को इन आदेशों की व्याख्या और कार्यान्विति करने के लिए प्रोग्राम किया गया है, चाहे वह शारीरिक वस्तु को नियंत्रित करना हो या डिजिटल इंटरफेस। एक EEG उपकरण पहनने वाला विषय "बाएं चलने" के बारे में सोच सकता है और कर्सर बाईं ओर चलता है - यह डिजिटल इंटरफेस पर एक बाहरी कार्रवाई का उदाहरण है।
BCI का उपयोग किसके लिए किया जाता है?
मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान
BCI अनुसंधान (जिसे मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस अनुसंधान भी कहा जाता है) एक तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र दर्शाता है। अकादमिक शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया है कि क्या BCI उपयोगकर्ता केवल मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर के साथ सीधे बातचीत कर सकते हैं। एक अध्ययन ने BCI प्रणाली पर इसका परीक्षण किया कि क्या यह मस्तिष्क की गतिविधि को पहचान और वर्गीकृत कर सकता है इसके जुड़े मानसिक क्रियाएँ. परिणामों में पाया गया कि प्रणाली सभी मानसिक क्रियाओं को सफलतापूर्वक कर सकती है और अतिरिक्त प्रशिक्षण डेटा के साथ बेहतर होती है।
क्योंकि इसका बाहरी उपकरणों को मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से संचालित करने की क्षमता है, मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान का एक बड़ा हिस्सा दूरस्थ नियंत्रण पर केंद्रित है। BCI शोधकर्ताओं ने BCI उपकरणों द्वारा नियंत्रित मानवाकार रोबोटों का भी उपयोग किया है ताकि एक दूरस्थ वातावरण को प्रबंधित किया जा सके। BCI उपयोगकर्ता को दूरस्थ वातावरण में रोबोट को सुविधाजनक ढंग से नियंत्रित करने की अनुमति देता है। मानव उपयोगकर्ता को उस रोबोट से फीडबैक मिलता है, जो उन्हें दूरस्थ वातावरण में पूर्ण रूप से डूब महसूस करने में मदद करता है। इसका उपयोग विभिन्न BCI उपयोग मामलों में किया जा सकता है, जिसमें सैन्य संचालन, चिकित्सा संचालन, आपदा प्रबंधन या खोज और बचाव संचालन शामिल हैं।
शोधकर्ता यह भी BCI का उपयोग कर रहे हैं यह समझने के लिए कि न्यूरल नेटवर्क वास्तविक समय में क्या कर रहे हैं। अधिकांश न्यूरल टिश्यू सिस्टम या तो व्यक्तिगत न्यूरॉन के स्तर पर समझे जाते हैं या संज्ञानात्मक स्तर पर चिंतनित होते हैं। BCI का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया जा रहा है कि विशेष टिश्यू सिस्टम विद्युत उत्तेजना के प्रति किस प्रकार प्रतिक्रिया करते हैं और इसका अर्थ संज्ञानात्मक स्तर पर क्या हो सकता है।
***अस्वीकृति – EMOTIV उत्पादों का उद्देश्य अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए ही है। हमारे उत्पादों को चिकित्सा उपकरणों के रूप में नहीं बेचा जाता है — जैसा कि EU के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित किया गया है। हमारे उत्पादों का उद्देश्य न तो रोग के निदान के लिए है और न ही उसके उपचार के लिए।
न्यूरोलॉजिकल पुनर्वास में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उन व्यक्तियों की सहायता कर सकते हैं जिनके अंगों का उपयोग नहीं है, सहायक उपकरणों की आवश्यकता है, या जो बोलने में असमर्थ हैं। न्यूरोलॉजिकल पुनर्वास (वह चिकित्सीय प्रक्रिया जो व्यक्तियों को तंत्रिका तंत्र विकारों, चोटों या बीमारियों के साथ मदद करने के लिए होती है) में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का उपयोग एक व्यक्ति की दिन-प्रतिदिन के अनुभवों के माध्यम से नेविगेट करने की क्षमता को सुधारने में मदद कर सकता है। BCIs अक्सर घातक या चोट के बाद पुनर्वास के लिए उपयोग किए जाते हैं। भविष्य में, हम चिकित्सा प्रक्रियाओं या अन्य चिकित्सा संचालन में BCI चिकित्सा उत्पादों का उपयोग होते हुए देख सकते हैं।
BCI उन विषयों को उनके पर्यावरण में वस्तुओं को नियंत्रित करने और संप्रेषण करने के लिए अपने मस्तिष्क की गतिविधि का उपयोग करने में सक्षम बनाता है। EEG संकेतों का उपयोग करते हुए मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उन्हें कृत्रिम अंग या कंप्यूटर इंटरफेस को नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस गेमिंग
BCI सॉफ़्टवेयर EEG डेटा से मानसिक आदेशों को वीडियो गेम में आदेशों में "अनुवाद" कर सकता है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस गेमिंग में, विषयों वर्चुअल वस्तुओं को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए VR खेल खेलते समय EEG हेडसेट पहनते हैं। BCI गेमिंग में, पारंपरिक गेम कंट्रोलर का उपयोग करने के बजाय, विषय मानसिक आदेशों का उपयोग करता है ताकि खेल में आंदोलन-आधारित क्रियाएँ सक्षम हो सकें - जैसे कि "धpush", "खींचें" या "कूदें"। BCI मानसिक आदेशों को EEG से संसाधित करता है और VR खेल में संबंधित क्रिया को शुरू करता है (प्रत्यक्ष न्यूरल इंटरफेस वर्चुअल वास्तविकता)।
EMOTIV EPOC 2011 में एक वीडियो गेम कंट्रोलर के रूप में पहली बार दिखाई दिया। हालांकि यह अपने समय से आगे था, EEG हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और कृत्रिम बुद्धिमत्ता में प्रगति मस्तिष्क के साथ वीडियो गेम खेलने को पहले से कहीं अधिक आसान बनाती है।
तब: 2011 में EPOC+ के साथ स्पिरिट माउंटेन हाथों के बिना खेलना। (स्रोत) स्पिरिट माउंटेन BCI गेमिंग के लिए एकदम से विकसित किया गया था। |
 अब: 2024 में EPOC X के साथ एल्डन रिंग हाथों के बिना खेलना। (स्रोत) एल्डन रिंग PC और कंसोल के लिए विकसित किया गया था। एक कस्टम BCI कंट्रोलर को Cortex API का उपयोग करके विकसित किया गया था, जिससे हाथों के बिना खेलने की अनुमति दी गई थी। |
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मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस हमारे जीवन को कैसे बदल सकते हैं?
BCIs उन विषयों के लिए जीवन-बदलने वाली संभावनाएं पेश करते हैं जिनमें मोटर विकृतियां होती हैं, क्योंकि वे उन्हें भौतिक कार्यों को करने की अनुमति देते हैं जो वे अन्यथा नहीं कर सकते। BCI मस्तिष्क के संकेतों को कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम का उपयोग करके आदेश के परिणाम में परिवर्तित करता है। ये आदेश व्हीलचेयर, कृत्रिम अंगों या अन्य सहायक तकनीकों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।
BCI तकनीक हर स्तर की क्षमता वाले व्यक्तियों के लिए रोज़मर्रा के कार्यों को आसान बनाने की क्षमता रखती है। उदाहरण के लिए, BCIs टाइप करने या वॉयस कमांड देने की आवश्यकता को समाप्त कर सकते हैं - विषय केवल मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से कंप्यूटर को नेविगेट और इनपुट आदेश जारी कर सकते हैं।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याएं
BCI तकनीक की जीवन-बदलने वाली संभावनाओं के साथ नैतिक परिणाम आते हैं। जैसे-जैसे मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान का क्षेत्र बढ़ता है और मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुप्रयोगों में तकनीक में सुधार होता है, कई मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याएं उठाई गई हैं।
BCI सुरक्षा मुद्दे
BCI एक सॉफ़्टवेयर एप्लिकेशन है, और किसी भी सॉफ़्टवेयर की तरह जो एक बाहरी उपकरण को जानकारी भेजता है, प्रसारित डेटा अन्य उद्देश्यों के लिए निकाला जा सकता है। सुरक्षा BCI तकनीक में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि BCI एक विषय के तंत्रिका तंत्र से सीधे संकेत कैप्चर करता है। जबकि BCI वर्तमान में उपयोगकर्ता की मंशाओं, निजी विचारों, या वे क्या पढ़ रहे हैं या देख रहे हैं, इसे निकाल नहीं सकता, BCI डेटा को विशिष्ट उत्तेजनाओं के साथ एकत्रित करने पर कभी-कभी यह संभव हो सकता है। BCI का उपयोग एक उपयोगकर्ता की स्वास्थ्य स्थिति या कुछ घटनाओं के बारे में परिचितता का निर्धारण करने के लिए किया जा सकता है, जो एक महत्वपूर्ण गोपनीयता जोखिम प्रस्तुत करता है।
BCI गोपनीयता मुद्दे
इसी प्रकार, गोपनीयता BCI नैतिकता में एक महत्वपूर्ण मुद्दा है, क्योंकि कैप्चर किए गए न्यूरल संकेतों का उपयोग एक उपयोगकर्ता की निजी जानकारी तक पहुँच प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। नैतिकतावादियों ने इस बारे में चिंता व्यक्त की है कि BCI डेटा को कैसे संग्रहीत और संरक्षित किया जाता है। उदाहरण के लिए, क्या BCI डेटा को चिकित्सा डेटा के रूप में माना जाना चाहिए, या वाणिज्यिक डेटा के रूप में? क्या BCI डेटा को गुप्त होना चाहिए? उपयोगकर्ताओं को कैसे पता चलता है कि उनके BCI डेटा का व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया गया है? जबकि मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याओं पर चर्चा का अधिकांश भाग अभी भी आकार ले रहा है, गोपनीयता और सुरक्षा मुद्दे प्रमुख चिंताएं बनी हुई हैं।
जानें कैसे EMOTIV आपके मस्तिष्क डेटा को सुरक्षित रखता है।
BCI उपयोग के मामले
यहां कुछ सबसे सामान्य मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उदाहरण हैं जो आज इस्तेमाल हो रहे हैं:
न्यूरोसाइंस
सैन्य
चिकित्सा
बचाव/आपदा प्रबंधन
सुरक्षा
शिक्षा
पुनर्वास
BCI का संक्षिप्त इतिहास
BCI इतिहास का सबसे प्रारंभिक बिंदु जर्मन फिजियोलॉजिस्ट और मनोचिकित्सक हांस बर्गर से संबंधित है। बर्गर ने इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राम का आविष्कार किया, एक डिवाइस जो EEG संकेतों को रिकॉर्ड करता है। वह 1924 में पहले मानव EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने के लिए श्रेय दिया जाता है।
प्रारंभिक प्रकाशित BCI प्रयोग का संबंध EEG का उपयोग करके स्क्रीन पर एक कर्सर को चलाने से था। यह 1977 का प्रयोग BCI का प्रयोगशाला में दर्ज किया गया पहला सफल उपयोग था।
1988 में एक ऐतिहासिक प्रयोग किया गया जिसमें स्टेवो बोझिनोव्स्की, मिहाइल सेटसाकोव और लिल्ज़ाना बोझिनोव्स्का ने BCI और EEG का उपयोग करके एक रोबोट को नियंत्रित किया। विषय ने मस्तिष्क के संकेतों को EEG मशीन से BCI सॉफ़्टवेयर से जुड़े रोबोट पर भेजकर रोबोट को फर्श पर एक रेखा का पालन करने के लिए निर्देशित किया। यह प्रयोग EEG मशीन का उपयोग करके एक भौतिक वस्तु को सफलतापूर्वक नियंत्रित करने वाला पहला प्रयोग था।
उसके बाद, विभिन्न न्यूरोटेक्नोलॉजी कंपनियों का निर्माण किया गया, जिसमें BCI इम्प्लांट और पहनने योग्य तकनीक को सुरक्षित और प्रभावी बनाना लक्ष्य था। EMOTIV ने 2011 में पहली बार एक वायरलेस EEG हेडसेट पेश किया।
हाल ही में, 2017 में, रॉड्रिगो ह्यूब्नर मेंडेस, एक क्वाड्रीप्लेजिक, केवल अपने मस्तिष्क की तरंगों का उपयोग करके F1 कार चलाने वाले पहले व्यक्ति बने, BCI तकनीक और EMOTIV EEG हेडसेट के कारण।
उत्साही एलीन मस्क का न्यूरालिंक एक उपक्रम है जो मानव मस्तिष्क में लगाए जाने वाले BCI उपकरणों का निर्माण करने पर केंद्रित है। 2024 में, एक प्रतिभागी जिसे एलेक्स कहा जाता है, ने सफलतापूर्वक एक कर्सर को नियंत्रित किया और अपने मस्तिष्क की लहरों के साथ एक वीडियो गेम खेला।
फेसबुक ने भी 2017 में घोषणा की कि वह एक BCI बना रहा है। फेसबुक मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का उद्देश्य उपयोगकर्ताओं को केवल उनके मस्तिष्क की तरंगों का उपयोग करके टाइप करने की अनुमति देना है।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का आविष्कार किसने किया?
UCLA के प्राध्यापक जैक्स विडल ने "BCI" शब्द का निर्माण किया और इस विषय पर पहले समीक्षा किए गए प्रकाशनों का उत्पादन किया। विदल को व्यापक रूप से BCIs का आविष्कारक माना जाता है, जैसा कि समीक्षा की गई लेखों में प्रतिबिंबित होता है।
क्या EMOTIV मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरण प्रदान करता है?
हाँ! EMOTIV BCI के क्षेत्र में एक जानकार संस्थापक और बाजार नेता है जो उद्यम समाधान, व्यक्तिगत उपयोग और वायरलेस EEG तकनीक के लिए है।
EMOTIV मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरण प्रदान करता है जिन्हें इसके मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस सॉफ़्टवेयर कहा जाता है EmotivBCI के साथ जोड़ा जा सकता है। EmotivBCI को एक कंप्यूटर में BCI को सीधे लागू करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह मुफ्त ओपन-सोर्स प्लेटफॉर्म NodeRed के साथ भी जुड़ सकता है, जो BCI आउटपुट को कई संगत बाह्य हार्डवेयर उपकरणों से इंटरफेस करता है ताकि वास्तविक दुनिया के उपकरणों पर सीधा मानसिक नियंत्रण लागू किया जा सके। EmotivBCI और NodeRed डेवलपर्स को BCI अनुप्रयोगों का निर्माण करने की अनुमति देते हैं। EMOTIV के मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरणों में EMOTIV Insight और EMOTIV EPOC X EEG हेडसेट शामिल हैं।
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ऊपर: एक महिला RC ड्रोन को नियंत्रित करती है EMOTIV Insight के साथ।
मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस की परिभाषा
BCI का अर्थ क्या है? BCI (मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस) एक तकनीक है जो मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच संकेत भेजती और प्राप्त करती है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस को मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस भी कहा जाता है। BCIs मस्तिष्क के संकेतों को एकत्र करते हैं और उन्हें एक जुड़े हुए मशीन पर प्रसारित करते हैं जो प्राप्त संकेतों से संबंधित आदेशों को आउटपुट करता है।
BCI की एक सरल परिभाषा तकनीक को मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच संचार लिंक के रूप में वर्णित कर सकती है।
निष्क्रिय BCI बनाम सक्रिय BCI
BCIs निष्क्रिय या सक्रिय हो सकते हैं। एक निष्क्रिय BCI केवल मस्तिष्क के संकेतों का विश्लेषण करता है ताकि किसी व्यक्ति की संज्ञानात्मक स्थिति की अंतर्दृष्टि प्रदान की जा सके। उदाहरण के लिए, यह एक उपयोगकर्ता की भावनात्मक स्थिति का पता लगा सकता है एक उपभोक्ता अनुसंधान अध्ययन के दौरान या प्रशिक्षण कार्यक्रम.
ऊपर: नैथाली लैब्रेजेर, जो एक सेरेब्रल मोटर विकलांग के साथ पैदा हुई थी, सक्रिय BCI और एक EPOC X हेडसेट का उपयोग करके 2024 पैरालंपिक मशाल रिले में एक एक्सोस्केलेटन आर्म को नियंत्रित करती है। और जानें
एक सक्रिय BCI उपयोगकर्ताओं को बाहरी उपकरण के साथ इंटरैक्ट करने के लिए सक्रिय रूप से अपने मस्तिष्क के संकेतों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक उपयोगकर्ता अपनी बांह को हिलाने की कल्पना कर सकता है, जिससे रोबोटिक आर्म भी उसी तरह से हिलता है।
BCI कैसे काम करता है?
हमारा मस्तिष्क कोशिकाओं से भरा होता है जिन्हें न्यूरोन्स कहा जाता है। हर बार जब हम सोचते, चलते, महसूस करते हैं या कुछ याद करते हैं, तो हमारे न्यूरॉन्स काम कर रहे होते हैं। जैव रासायनिक और विद्युत संकेत उस काम को पूरा करते हैं। वैज्ञानिक इन संकेतों का पता लगा सकते हैं और यह जान सकते हैं कि उनका क्या अर्थ है इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (EEG) तकनीक का उपयोग करके। EEG मनुष्यों के मस्तिष्क से संकेत पढ़ सकता है और उन्हें एम्प्लीफायरों में भेज सकता है। अंतिमतः बढ़ाए गए संकेतों को एक BCI कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा व्याख्यायित किया जाता है, जो उपकरण को नियंत्रित करने के लिए संकेतों का उपयोग करता है।
संकेत अधिग्रहण
ECoG, LFP, EEG,SU, अन्य
संकेत प्रसंस्करण
ऑटोरिग्रसिव, फूरियर ट्रांसफॉर्म, सामान्य स्थानिक फ़िल्टर, लैप्लासियन फ़िल्टर, वेवलेट्स, अन्य
प्रभावक उपकरण के उदाहरण
स्पेलर्स
कर्सर
व्हीलचेर्स
ड्रोन
खिलौने
वीडियो गेम्स
इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT)
रोबोटिक आर्म्स
BCI क्या है?
BCI को मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस, न्यूरल- नियंत्रण इंटरफेस, माइंड- मशीन इंटरफेस या प्रत्यक्ष न्यूरल इंटरफेस के रूप में भी जाना जा सकता है। एक BCI मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच सीधे संचार की अनुमति देता है, जो अक्सर इसकी गतिविधि को नियंत्रित करता है। BCIs मस्तिष्क से संकेत पढ़ते हैं और इन संकेतों को बाहरी क्रिया में ट्रांसलेट करने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।
EMOTIV के सह-संस्थापक और CEO Tan Le इस TED टॉक में BCI समाधान और तकनीक की व्याख्या करते हैं 2010:
BCI और EEG
EEG-आधारित BCI को गैर-आक्रामक EEG इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मस्तिष्क की गतिविधि को मापने और रिकॉर्ड की गई मस्तिष्क संकेतों को आदेशों में ट्रांसलेट करने की तकनीक की विशेषता होती है।
BCIs मस्तिष्क की गतिविधि में परिवर्तन का पता लगाते हैं जो EEG के माध्यम से मापी जाती है। BCI तकनीक फिर इन संकेतों को मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को संप्रेषित करती है। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को विशिष्ट भावनाओं, क्रियाओं और अभिव्यक्तियों से संबंधित EEG मस्तिष्क गतिविधि को उठाने के लिए प्रशिक्षित किया गया है। जब एल्गोरिदम मिलते-जुलते EEG मस्तिष्क गतिविधि की पहचान करते हैं, तो BCI एक उपकरण को नियंत्रित करने के लिए बाहरी आदेश प्रसारित कर सकता है (जैसे कंप्यूटर कर्सर, रोबोटिक आर्म या व्हीलचेयर)।
इन उपकरणों को इन आदेशों की व्याख्या और कार्यान्विति करने के लिए प्रोग्राम किया गया है, चाहे वह शारीरिक वस्तु को नियंत्रित करना हो या डिजिटल इंटरफेस। एक EEG उपकरण पहनने वाला विषय "बाएं चलने" के बारे में सोच सकता है और कर्सर बाईं ओर चलता है - यह डिजिटल इंटरफेस पर एक बाहरी कार्रवाई का उदाहरण है।
BCI का उपयोग किसके लिए किया जाता है?
मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान
BCI अनुसंधान (जिसे मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस अनुसंधान भी कहा जाता है) एक तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र दर्शाता है। अकादमिक शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया है कि क्या BCI उपयोगकर्ता केवल मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर के साथ सीधे बातचीत कर सकते हैं। एक अध्ययन ने BCI प्रणाली पर इसका परीक्षण किया कि क्या यह मस्तिष्क की गतिविधि को पहचान और वर्गीकृत कर सकता है इसके जुड़े मानसिक क्रियाएँ. परिणामों में पाया गया कि प्रणाली सभी मानसिक क्रियाओं को सफलतापूर्वक कर सकती है और अतिरिक्त प्रशिक्षण डेटा के साथ बेहतर होती है।
क्योंकि इसका बाहरी उपकरणों को मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से संचालित करने की क्षमता है, मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान का एक बड़ा हिस्सा दूरस्थ नियंत्रण पर केंद्रित है। BCI शोधकर्ताओं ने BCI उपकरणों द्वारा नियंत्रित मानवाकार रोबोटों का भी उपयोग किया है ताकि एक दूरस्थ वातावरण को प्रबंधित किया जा सके। BCI उपयोगकर्ता को दूरस्थ वातावरण में रोबोट को सुविधाजनक ढंग से नियंत्रित करने की अनुमति देता है। मानव उपयोगकर्ता को उस रोबोट से फीडबैक मिलता है, जो उन्हें दूरस्थ वातावरण में पूर्ण रूप से डूब महसूस करने में मदद करता है। इसका उपयोग विभिन्न BCI उपयोग मामलों में किया जा सकता है, जिसमें सैन्य संचालन, चिकित्सा संचालन, आपदा प्रबंधन या खोज और बचाव संचालन शामिल हैं।
शोधकर्ता यह भी BCI का उपयोग कर रहे हैं यह समझने के लिए कि न्यूरल नेटवर्क वास्तविक समय में क्या कर रहे हैं। अधिकांश न्यूरल टिश्यू सिस्टम या तो व्यक्तिगत न्यूरॉन के स्तर पर समझे जाते हैं या संज्ञानात्मक स्तर पर चिंतनित होते हैं। BCI का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया जा रहा है कि विशेष टिश्यू सिस्टम विद्युत उत्तेजना के प्रति किस प्रकार प्रतिक्रिया करते हैं और इसका अर्थ संज्ञानात्मक स्तर पर क्या हो सकता है।
***अस्वीकृति – EMOTIV उत्पादों का उद्देश्य अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए ही है। हमारे उत्पादों को चिकित्सा उपकरणों के रूप में नहीं बेचा जाता है — जैसा कि EU के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित किया गया है। हमारे उत्पादों का उद्देश्य न तो रोग के निदान के लिए है और न ही उसके उपचार के लिए।
न्यूरोलॉजिकल पुनर्वास में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उन व्यक्तियों की सहायता कर सकते हैं जिनके अंगों का उपयोग नहीं है, सहायक उपकरणों की आवश्यकता है, या जो बोलने में असमर्थ हैं। न्यूरोलॉजिकल पुनर्वास (वह चिकित्सीय प्रक्रिया जो व्यक्तियों को तंत्रिका तंत्र विकारों, चोटों या बीमारियों के साथ मदद करने के लिए होती है) में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का उपयोग एक व्यक्ति की दिन-प्रतिदिन के अनुभवों के माध्यम से नेविगेट करने की क्षमता को सुधारने में मदद कर सकता है। BCIs अक्सर घातक या चोट के बाद पुनर्वास के लिए उपयोग किए जाते हैं। भविष्य में, हम चिकित्सा प्रक्रियाओं या अन्य चिकित्सा संचालन में BCI चिकित्सा उत्पादों का उपयोग होते हुए देख सकते हैं।
BCI उन विषयों को उनके पर्यावरण में वस्तुओं को नियंत्रित करने और संप्रेषण करने के लिए अपने मस्तिष्क की गतिविधि का उपयोग करने में सक्षम बनाता है। EEG संकेतों का उपयोग करते हुए मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उन्हें कृत्रिम अंग या कंप्यूटर इंटरफेस को नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस गेमिंग
BCI सॉफ़्टवेयर EEG डेटा से मानसिक आदेशों को वीडियो गेम में आदेशों में "अनुवाद" कर सकता है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस गेमिंग में, विषयों वर्चुअल वस्तुओं को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए VR खेल खेलते समय EEG हेडसेट पहनते हैं। BCI गेमिंग में, पारंपरिक गेम कंट्रोलर का उपयोग करने के बजाय, विषय मानसिक आदेशों का उपयोग करता है ताकि खेल में आंदोलन-आधारित क्रियाएँ सक्षम हो सकें - जैसे कि "धpush", "खींचें" या "कूदें"। BCI मानसिक आदेशों को EEG से संसाधित करता है और VR खेल में संबंधित क्रिया को शुरू करता है (प्रत्यक्ष न्यूरल इंटरफेस वर्चुअल वास्तविकता)।
EMOTIV EPOC 2011 में एक वीडियो गेम कंट्रोलर के रूप में पहली बार दिखाई दिया। हालांकि यह अपने समय से आगे था, EEG हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और कृत्रिम बुद्धिमत्ता में प्रगति मस्तिष्क के साथ वीडियो गेम खेलने को पहले से कहीं अधिक आसान बनाती है।
तब: 2011 में EPOC+ के साथ स्पिरिट माउंटेन हाथों के बिना खेलना। (स्रोत) स्पिरिट माउंटेन BCI गेमिंग के लिए एकदम से विकसित किया गया था। |
अब: 2024 में EPOC X के साथ एल्डन रिंग हाथों के बिना खेलना। (स्रोत) एल्डन रिंग PC और कंसोल के लिए विकसित किया गया था। एक कस्टम BCI कंट्रोलर को Cortex API का उपयोग करके विकसित किया गया था, जिससे हाथों के बिना खेलने की अनुमति दी गई थी। |
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मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस हमारे जीवन को कैसे बदल सकते हैं?
BCIs उन विषयों के लिए जीवन-बदलने वाली संभावनाएं पेश करते हैं जिनमें मोटर विकृतियां होती हैं, क्योंकि वे उन्हें भौतिक कार्यों को करने की अनुमति देते हैं जो वे अन्यथा नहीं कर सकते। BCI मस्तिष्क के संकेतों को कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम का उपयोग करके आदेश के परिणाम में परिवर्तित करता है। ये आदेश व्हीलचेयर, कृत्रिम अंगों या अन्य सहायक तकनीकों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।
BCI तकनीक हर स्तर की क्षमता वाले व्यक्तियों के लिए रोज़मर्रा के कार्यों को आसान बनाने की क्षमता रखती है। उदाहरण के लिए, BCIs टाइप करने या वॉयस कमांड देने की आवश्यकता को समाप्त कर सकते हैं - विषय केवल मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से कंप्यूटर को नेविगेट और इनपुट आदेश जारी कर सकते हैं।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याएं
BCI तकनीक की जीवन-बदलने वाली संभावनाओं के साथ नैतिक परिणाम आते हैं। जैसे-जैसे मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान का क्षेत्र बढ़ता है और मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुप्रयोगों में तकनीक में सुधार होता है, कई मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याएं उठाई गई हैं।
BCI सुरक्षा मुद्दे
BCI एक सॉफ़्टवेयर एप्लिकेशन है, और किसी भी सॉफ़्टवेयर की तरह जो एक बाहरी उपकरण को जानकारी भेजता है, प्रसारित डेटा अन्य उद्देश्यों के लिए निकाला जा सकता है। सुरक्षा BCI तकनीक में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि BCI एक विषय के तंत्रिका तंत्र से सीधे संकेत कैप्चर करता है। जबकि BCI वर्तमान में उपयोगकर्ता की मंशाओं, निजी विचारों, या वे क्या पढ़ रहे हैं या देख रहे हैं, इसे निकाल नहीं सकता, BCI डेटा को विशिष्ट उत्तेजनाओं के साथ एकत्रित करने पर कभी-कभी यह संभव हो सकता है। BCI का उपयोग एक उपयोगकर्ता की स्वास्थ्य स्थिति या कुछ घटनाओं के बारे में परिचितता का निर्धारण करने के लिए किया जा सकता है, जो एक महत्वपूर्ण गोपनीयता जोखिम प्रस्तुत करता है।
BCI गोपनीयता मुद्दे
इसी प्रकार, गोपनीयता BCI नैतिकता में एक महत्वपूर्ण मुद्दा है, क्योंकि कैप्चर किए गए न्यूरल संकेतों का उपयोग एक उपयोगकर्ता की निजी जानकारी तक पहुँच प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। नैतिकतावादियों ने इस बारे में चिंता व्यक्त की है कि BCI डेटा को कैसे संग्रहीत और संरक्षित किया जाता है। उदाहरण के लिए, क्या BCI डेटा को चिकित्सा डेटा के रूप में माना जाना चाहिए, या वाणिज्यिक डेटा के रूप में? क्या BCI डेटा को गुप्त होना चाहिए? उपयोगकर्ताओं को कैसे पता चलता है कि उनके BCI डेटा का व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया गया है? जबकि मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याओं पर चर्चा का अधिकांश भाग अभी भी आकार ले रहा है, गोपनीयता और सुरक्षा मुद्दे प्रमुख चिंताएं बनी हुई हैं।
जानें कैसे EMOTIV आपके मस्तिष्क डेटा को सुरक्षित रखता है।
BCI उपयोग के मामले
यहां कुछ सबसे सामान्य मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उदाहरण हैं जो आज इस्तेमाल हो रहे हैं:
न्यूरोसाइंस
सैन्य
चिकित्सा
बचाव/आपदा प्रबंधन
सुरक्षा
शिक्षा
पुनर्वास
BCI का संक्षिप्त इतिहास
BCI इतिहास का सबसे प्रारंभिक बिंदु जर्मन फिजियोलॉजिस्ट और मनोचिकित्सक हांस बर्गर से संबंधित है। बर्गर ने इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राम का आविष्कार किया, एक डिवाइस जो EEG संकेतों को रिकॉर्ड करता है। वह 1924 में पहले मानव EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने के लिए श्रेय दिया जाता है।
प्रारंभिक प्रकाशित BCI प्रयोग का संबंध EEG का उपयोग करके स्क्रीन पर एक कर्सर को चलाने से था। यह 1977 का प्रयोग BCI का प्रयोगशाला में दर्ज किया गया पहला सफल उपयोग था।
1988 में एक ऐतिहासिक प्रयोग किया गया जिसमें स्टेवो बोझिनोव्स्की, मिहाइल सेटसाकोव और लिल्ज़ाना बोझिनोव्स्का ने BCI और EEG का उपयोग करके एक रोबोट को नियंत्रित किया। विषय ने मस्तिष्क के संकेतों को EEG मशीन से BCI सॉफ़्टवेयर से जुड़े रोबोट पर भेजकर रोबोट को फर्श पर एक रेखा का पालन करने के लिए निर्देशित किया। यह प्रयोग EEG मशीन का उपयोग करके एक भौतिक वस्तु को सफलतापूर्वक नियंत्रित करने वाला पहला प्रयोग था।
उसके बाद, विभिन्न न्यूरोटेक्नोलॉजी कंपनियों का निर्माण किया गया, जिसमें BCI इम्प्लांट और पहनने योग्य तकनीक को सुरक्षित और प्रभावी बनाना लक्ष्य था। EMOTIV ने 2011 में पहली बार एक वायरलेस EEG हेडसेट पेश किया।
हाल ही में, 2017 में, रॉड्रिगो ह्यूब्नर मेंडेस, एक क्वाड्रीप्लेजिक, केवल अपने मस्तिष्क की तरंगों का उपयोग करके F1 कार चलाने वाले पहले व्यक्ति बने, BCI तकनीक और EMOTIV EEG हेडसेट के कारण।
उत्साही एलीन मस्क का न्यूरालिंक एक उपक्रम है जो मानव मस्तिष्क में लगाए जाने वाले BCI उपकरणों का निर्माण करने पर केंद्रित है। 2024 में, एक प्रतिभागी जिसे एलेक्स कहा जाता है, ने सफलतापूर्वक एक कर्सर को नियंत्रित किया और अपने मस्तिष्क की लहरों के साथ एक वीडियो गेम खेला।
फेसबुक ने भी 2017 में घोषणा की कि वह एक BCI बना रहा है। फेसबुक मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का उद्देश्य उपयोगकर्ताओं को केवल उनके मस्तिष्क की तरंगों का उपयोग करके टाइप करने की अनुमति देना है।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का आविष्कार किसने किया?
UCLA के प्राध्यापक जैक्स विडल ने "BCI" शब्द का निर्माण किया और इस विषय पर पहले समीक्षा किए गए प्रकाशनों का उत्पादन किया। विदल को व्यापक रूप से BCIs का आविष्कारक माना जाता है, जैसा कि समीक्षा की गई लेखों में प्रतिबिंबित होता है।
क्या EMOTIV मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरण प्रदान करता है?
हाँ! EMOTIV BCI के क्षेत्र में एक जानकार संस्थापक और बाजार नेता है जो उद्यम समाधान, व्यक्तिगत उपयोग और वायरलेस EEG तकनीक के लिए है।
EMOTIV मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरण प्रदान करता है जिन्हें इसके मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस सॉफ़्टवेयर कहा जाता है EmotivBCI के साथ जोड़ा जा सकता है। EmotivBCI को एक कंप्यूटर में BCI को सीधे लागू करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह मुफ्त ओपन-सोर्स प्लेटफॉर्म NodeRed के साथ भी जुड़ सकता है, जो BCI आउटपुट को कई संगत बाह्य हार्डवेयर उपकरणों से इंटरफेस करता है ताकि वास्तविक दुनिया के उपकरणों पर सीधा मानसिक नियंत्रण लागू किया जा सके। EmotivBCI और NodeRed डेवलपर्स को BCI अनुप्रयोगों का निर्माण करने की अनुमति देते हैं। EMOTIV के मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरणों में EMOTIV Insight और EMOTIV EPOC X EEG हेडसेट शामिल हैं।
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ऊपर: एक महिला RC ड्रोन को नियंत्रित करती है EMOTIV Insight के साथ।
मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस की परिभाषा
BCI का अर्थ क्या है? BCI (मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस) एक तकनीक है जो मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच संकेत भेजती और प्राप्त करती है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस को मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस भी कहा जाता है। BCIs मस्तिष्क के संकेतों को एकत्र करते हैं और उन्हें एक जुड़े हुए मशीन पर प्रसारित करते हैं जो प्राप्त संकेतों से संबंधित आदेशों को आउटपुट करता है।
BCI की एक सरल परिभाषा तकनीक को मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच संचार लिंक के रूप में वर्णित कर सकती है।
निष्क्रिय BCI बनाम सक्रिय BCI
BCIs निष्क्रिय या सक्रिय हो सकते हैं। एक निष्क्रिय BCI केवल मस्तिष्क के संकेतों का विश्लेषण करता है ताकि किसी व्यक्ति की संज्ञानात्मक स्थिति की अंतर्दृष्टि प्रदान की जा सके। उदाहरण के लिए, यह एक उपयोगकर्ता की भावनात्मक स्थिति का पता लगा सकता है एक उपभोक्ता अनुसंधान अध्ययन के दौरान या प्रशिक्षण कार्यक्रम.
ऊपर: नैथाली लैब्रेजेर, जो एक सेरेब्रल मोटर विकलांग के साथ पैदा हुई थी, सक्रिय BCI और एक EPOC X हेडसेट का उपयोग करके 2024 पैरालंपिक मशाल रिले में एक एक्सोस्केलेटन आर्म को नियंत्रित करती है। और जानें
एक सक्रिय BCI उपयोगकर्ताओं को बाहरी उपकरण के साथ इंटरैक्ट करने के लिए सक्रिय रूप से अपने मस्तिष्क के संकेतों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक उपयोगकर्ता अपनी बांह को हिलाने की कल्पना कर सकता है, जिससे रोबोटिक आर्म भी उसी तरह से हिलता है।
BCI कैसे काम करता है?
हमारा मस्तिष्क कोशिकाओं से भरा होता है जिन्हें न्यूरोन्स कहा जाता है। हर बार जब हम सोचते, चलते, महसूस करते हैं या कुछ याद करते हैं, तो हमारे न्यूरॉन्स काम कर रहे होते हैं। जैव रासायनिक और विद्युत संकेत उस काम को पूरा करते हैं। वैज्ञानिक इन संकेतों का पता लगा सकते हैं और यह जान सकते हैं कि उनका क्या अर्थ है इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (EEG) तकनीक का उपयोग करके। EEG मनुष्यों के मस्तिष्क से संकेत पढ़ सकता है और उन्हें एम्प्लीफायरों में भेज सकता है। अंतिमतः बढ़ाए गए संकेतों को एक BCI कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा व्याख्यायित किया जाता है, जो उपकरण को नियंत्रित करने के लिए संकेतों का उपयोग करता है।
संकेत अधिग्रहण
ECoG, LFP, EEG,SU, अन्य
संकेत प्रसंस्करण
ऑटोरिग्रसिव, फूरियर ट्रांसफॉर्म, सामान्य स्थानिक फ़िल्टर, लैप्लासियन फ़िल्टर, वेवलेट्स, अन्य
प्रभावक उपकरण के उदाहरण
स्पेलर्स
कर्सर
व्हीलचेर्स
ड्रोन
खिलौने
वीडियो गेम्स
इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT)
रोबोटिक आर्म्स
BCI क्या है?
BCI को मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस, न्यूरल- नियंत्रण इंटरफेस, माइंड- मशीन इंटरफेस या प्रत्यक्ष न्यूरल इंटरफेस के रूप में भी जाना जा सकता है। एक BCI मस्तिष्क और एक बाहरी उपकरण के बीच सीधे संचार की अनुमति देता है, जो अक्सर इसकी गतिविधि को नियंत्रित करता है। BCIs मस्तिष्क से संकेत पढ़ते हैं और इन संकेतों को बाहरी क्रिया में ट्रांसलेट करने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।
EMOTIV के सह-संस्थापक और CEO Tan Le इस TED टॉक में BCI समाधान और तकनीक की व्याख्या करते हैं 2010:
BCI और EEG
EEG-आधारित BCI को गैर-आक्रामक EEG इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मस्तिष्क की गतिविधि को मापने और रिकॉर्ड की गई मस्तिष्क संकेतों को आदेशों में ट्रांसलेट करने की तकनीक की विशेषता होती है।
BCIs मस्तिष्क की गतिविधि में परिवर्तन का पता लगाते हैं जो EEG के माध्यम से मापी जाती है। BCI तकनीक फिर इन संकेतों को मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को संप्रेषित करती है। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को विशिष्ट भावनाओं, क्रियाओं और अभिव्यक्तियों से संबंधित EEG मस्तिष्क गतिविधि को उठाने के लिए प्रशिक्षित किया गया है। जब एल्गोरिदम मिलते-जुलते EEG मस्तिष्क गतिविधि की पहचान करते हैं, तो BCI एक उपकरण को नियंत्रित करने के लिए बाहरी आदेश प्रसारित कर सकता है (जैसे कंप्यूटर कर्सर, रोबोटिक आर्म या व्हीलचेयर)।
इन उपकरणों को इन आदेशों की व्याख्या और कार्यान्विति करने के लिए प्रोग्राम किया गया है, चाहे वह शारीरिक वस्तु को नियंत्रित करना हो या डिजिटल इंटरफेस। एक EEG उपकरण पहनने वाला विषय "बाएं चलने" के बारे में सोच सकता है और कर्सर बाईं ओर चलता है - यह डिजिटल इंटरफेस पर एक बाहरी कार्रवाई का उदाहरण है।
BCI का उपयोग किसके लिए किया जाता है?
मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान
BCI अनुसंधान (जिसे मस्तिष्क- मशीन इंटरफेस अनुसंधान भी कहा जाता है) एक तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र दर्शाता है। अकादमिक शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया है कि क्या BCI उपयोगकर्ता केवल मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर के साथ सीधे बातचीत कर सकते हैं। एक अध्ययन ने BCI प्रणाली पर इसका परीक्षण किया कि क्या यह मस्तिष्क की गतिविधि को पहचान और वर्गीकृत कर सकता है इसके जुड़े मानसिक क्रियाएँ. परिणामों में पाया गया कि प्रणाली सभी मानसिक क्रियाओं को सफलतापूर्वक कर सकती है और अतिरिक्त प्रशिक्षण डेटा के साथ बेहतर होती है।
क्योंकि इसका बाहरी उपकरणों को मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से संचालित करने की क्षमता है, मस्तिष्क- कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान का एक बड़ा हिस्सा दूरस्थ नियंत्रण पर केंद्रित है। BCI शोधकर्ताओं ने BCI उपकरणों द्वारा नियंत्रित मानवाकार रोबोटों का भी उपयोग किया है ताकि एक दूरस्थ वातावरण को प्रबंधित किया जा सके। BCI उपयोगकर्ता को दूरस्थ वातावरण में रोबोट को सुविधाजनक ढंग से नियंत्रित करने की अनुमति देता है। मानव उपयोगकर्ता को उस रोबोट से फीडबैक मिलता है, जो उन्हें दूरस्थ वातावरण में पूर्ण रूप से डूब महसूस करने में मदद करता है। इसका उपयोग विभिन्न BCI उपयोग मामलों में किया जा सकता है, जिसमें सैन्य संचालन, चिकित्सा संचालन, आपदा प्रबंधन या खोज और बचाव संचालन शामिल हैं।
शोधकर्ता यह भी BCI का उपयोग कर रहे हैं यह समझने के लिए कि न्यूरल नेटवर्क वास्तविक समय में क्या कर रहे हैं। अधिकांश न्यूरल टिश्यू सिस्टम या तो व्यक्तिगत न्यूरॉन के स्तर पर समझे जाते हैं या संज्ञानात्मक स्तर पर चिंतनित होते हैं। BCI का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया जा रहा है कि विशेष टिश्यू सिस्टम विद्युत उत्तेजना के प्रति किस प्रकार प्रतिक्रिया करते हैं और इसका अर्थ संज्ञानात्मक स्तर पर क्या हो सकता है।
***अस्वीकृति – EMOTIV उत्पादों का उद्देश्य अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए ही है। हमारे उत्पादों को चिकित्सा उपकरणों के रूप में नहीं बेचा जाता है — जैसा कि EU के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित किया गया है। हमारे उत्पादों का उद्देश्य न तो रोग के निदान के लिए है और न ही उसके उपचार के लिए।
न्यूरोलॉजिकल पुनर्वास में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उन व्यक्तियों की सहायता कर सकते हैं जिनके अंगों का उपयोग नहीं है, सहायक उपकरणों की आवश्यकता है, या जो बोलने में असमर्थ हैं। न्यूरोलॉजिकल पुनर्वास (वह चिकित्सीय प्रक्रिया जो व्यक्तियों को तंत्रिका तंत्र विकारों, चोटों या बीमारियों के साथ मदद करने के लिए होती है) में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का उपयोग एक व्यक्ति की दिन-प्रतिदिन के अनुभवों के माध्यम से नेविगेट करने की क्षमता को सुधारने में मदद कर सकता है। BCIs अक्सर घातक या चोट के बाद पुनर्वास के लिए उपयोग किए जाते हैं। भविष्य में, हम चिकित्सा प्रक्रियाओं या अन्य चिकित्सा संचालन में BCI चिकित्सा उत्पादों का उपयोग होते हुए देख सकते हैं।
BCI उन विषयों को उनके पर्यावरण में वस्तुओं को नियंत्रित करने और संप्रेषण करने के लिए अपने मस्तिष्क की गतिविधि का उपयोग करने में सक्षम बनाता है। EEG संकेतों का उपयोग करते हुए मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उन्हें कृत्रिम अंग या कंप्यूटर इंटरफेस को नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस गेमिंग
BCI सॉफ़्टवेयर EEG डेटा से मानसिक आदेशों को वीडियो गेम में आदेशों में "अनुवाद" कर सकता है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस गेमिंग में, विषयों वर्चुअल वस्तुओं को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए VR खेल खेलते समय EEG हेडसेट पहनते हैं। BCI गेमिंग में, पारंपरिक गेम कंट्रोलर का उपयोग करने के बजाय, विषय मानसिक आदेशों का उपयोग करता है ताकि खेल में आंदोलन-आधारित क्रियाएँ सक्षम हो सकें - जैसे कि "धpush", "खींचें" या "कूदें"। BCI मानसिक आदेशों को EEG से संसाधित करता है और VR खेल में संबंधित क्रिया को शुरू करता है (प्रत्यक्ष न्यूरल इंटरफेस वर्चुअल वास्तविकता)।
EMOTIV EPOC 2011 में एक वीडियो गेम कंट्रोलर के रूप में पहली बार दिखाई दिया। हालांकि यह अपने समय से आगे था, EEG हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और कृत्रिम बुद्धिमत्ता में प्रगति मस्तिष्क के साथ वीडियो गेम खेलने को पहले से कहीं अधिक आसान बनाती है।
तब: 2011 में EPOC+ के साथ स्पिरिट माउंटेन हाथों के बिना खेलना। (स्रोत) स्पिरिट माउंटेन BCI गेमिंग के लिए एकदम से विकसित किया गया था। |
अब: 2024 में EPOC X के साथ एल्डन रिंग हाथों के बिना खेलना। (स्रोत) एल्डन रिंग PC और कंसोल के लिए विकसित किया गया था। एक कस्टम BCI कंट्रोलर को Cortex API का उपयोग करके विकसित किया गया था, जिससे हाथों के बिना खेलने की अनुमति दी गई थी। |
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मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस हमारे जीवन को कैसे बदल सकते हैं?
BCIs उन विषयों के लिए जीवन-बदलने वाली संभावनाएं पेश करते हैं जिनमें मोटर विकृतियां होती हैं, क्योंकि वे उन्हें भौतिक कार्यों को करने की अनुमति देते हैं जो वे अन्यथा नहीं कर सकते। BCI मस्तिष्क के संकेतों को कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम का उपयोग करके आदेश के परिणाम में परिवर्तित करता है। ये आदेश व्हीलचेयर, कृत्रिम अंगों या अन्य सहायक तकनीकों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।
BCI तकनीक हर स्तर की क्षमता वाले व्यक्तियों के लिए रोज़मर्रा के कार्यों को आसान बनाने की क्षमता रखती है। उदाहरण के लिए, BCIs टाइप करने या वॉयस कमांड देने की आवश्यकता को समाप्त कर सकते हैं - विषय केवल मस्तिष्क की गतिविधि के माध्यम से कंप्यूटर को नेविगेट और इनपुट आदेश जारी कर सकते हैं।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याएं
BCI तकनीक की जीवन-बदलने वाली संभावनाओं के साथ नैतिक परिणाम आते हैं। जैसे-जैसे मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान का क्षेत्र बढ़ता है और मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुप्रयोगों में तकनीक में सुधार होता है, कई मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याएं उठाई गई हैं।
BCI सुरक्षा मुद्दे
BCI एक सॉफ़्टवेयर एप्लिकेशन है, और किसी भी सॉफ़्टवेयर की तरह जो एक बाहरी उपकरण को जानकारी भेजता है, प्रसारित डेटा अन्य उद्देश्यों के लिए निकाला जा सकता है। सुरक्षा BCI तकनीक में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि BCI एक विषय के तंत्रिका तंत्र से सीधे संकेत कैप्चर करता है। जबकि BCI वर्तमान में उपयोगकर्ता की मंशाओं, निजी विचारों, या वे क्या पढ़ रहे हैं या देख रहे हैं, इसे निकाल नहीं सकता, BCI डेटा को विशिष्ट उत्तेजनाओं के साथ एकत्रित करने पर कभी-कभी यह संभव हो सकता है। BCI का उपयोग एक उपयोगकर्ता की स्वास्थ्य स्थिति या कुछ घटनाओं के बारे में परिचितता का निर्धारण करने के लिए किया जा सकता है, जो एक महत्वपूर्ण गोपनीयता जोखिम प्रस्तुत करता है।
BCI गोपनीयता मुद्दे
इसी प्रकार, गोपनीयता BCI नैतिकता में एक महत्वपूर्ण मुद्दा है, क्योंकि कैप्चर किए गए न्यूरल संकेतों का उपयोग एक उपयोगकर्ता की निजी जानकारी तक पहुँच प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। नैतिकतावादियों ने इस बारे में चिंता व्यक्त की है कि BCI डेटा को कैसे संग्रहीत और संरक्षित किया जाता है। उदाहरण के लिए, क्या BCI डेटा को चिकित्सा डेटा के रूप में माना जाना चाहिए, या वाणिज्यिक डेटा के रूप में? क्या BCI डेटा को गुप्त होना चाहिए? उपयोगकर्ताओं को कैसे पता चलता है कि उनके BCI डेटा का व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया गया है? जबकि मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस नैतिक समस्याओं पर चर्चा का अधिकांश भाग अभी भी आकार ले रहा है, गोपनीयता और सुरक्षा मुद्दे प्रमुख चिंताएं बनी हुई हैं।
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BCI उपयोग के मामले
यहां कुछ सबसे सामान्य मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उदाहरण हैं जो आज इस्तेमाल हो रहे हैं:
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चिकित्सा
बचाव/आपदा प्रबंधन
सुरक्षा
शिक्षा
पुनर्वास
BCI का संक्षिप्त इतिहास
BCI इतिहास का सबसे प्रारंभिक बिंदु जर्मन फिजियोलॉजिस्ट और मनोचिकित्सक हांस बर्गर से संबंधित है। बर्गर ने इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राम का आविष्कार किया, एक डिवाइस जो EEG संकेतों को रिकॉर्ड करता है। वह 1924 में पहले मानव EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने के लिए श्रेय दिया जाता है।
प्रारंभिक प्रकाशित BCI प्रयोग का संबंध EEG का उपयोग करके स्क्रीन पर एक कर्सर को चलाने से था। यह 1977 का प्रयोग BCI का प्रयोगशाला में दर्ज किया गया पहला सफल उपयोग था।
1988 में एक ऐतिहासिक प्रयोग किया गया जिसमें स्टेवो बोझिनोव्स्की, मिहाइल सेटसाकोव और लिल्ज़ाना बोझिनोव्स्का ने BCI और EEG का उपयोग करके एक रोबोट को नियंत्रित किया। विषय ने मस्तिष्क के संकेतों को EEG मशीन से BCI सॉफ़्टवेयर से जुड़े रोबोट पर भेजकर रोबोट को फर्श पर एक रेखा का पालन करने के लिए निर्देशित किया। यह प्रयोग EEG मशीन का उपयोग करके एक भौतिक वस्तु को सफलतापूर्वक नियंत्रित करने वाला पहला प्रयोग था।
उसके बाद, विभिन्न न्यूरोटेक्नोलॉजी कंपनियों का निर्माण किया गया, जिसमें BCI इम्प्लांट और पहनने योग्य तकनीक को सुरक्षित और प्रभावी बनाना लक्ष्य था। EMOTIV ने 2011 में पहली बार एक वायरलेस EEG हेडसेट पेश किया।
हाल ही में, 2017 में, रॉड्रिगो ह्यूब्नर मेंडेस, एक क्वाड्रीप्लेजिक, केवल अपने मस्तिष्क की तरंगों का उपयोग करके F1 कार चलाने वाले पहले व्यक्ति बने, BCI तकनीक और EMOTIV EEG हेडसेट के कारण।
उत्साही एलीन मस्क का न्यूरालिंक एक उपक्रम है जो मानव मस्तिष्क में लगाए जाने वाले BCI उपकरणों का निर्माण करने पर केंद्रित है। 2024 में, एक प्रतिभागी जिसे एलेक्स कहा जाता है, ने सफलतापूर्वक एक कर्सर को नियंत्रित किया और अपने मस्तिष्क की लहरों के साथ एक वीडियो गेम खेला।
फेसबुक ने भी 2017 में घोषणा की कि वह एक BCI बना रहा है। फेसबुक मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस का उद्देश्य उपयोगकर्ताओं को केवल उनके मस्तिष्क की तरंगों का उपयोग करके टाइप करने की अनुमति देना है।
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UCLA के प्राध्यापक जैक्स विडल ने "BCI" शब्द का निर्माण किया और इस विषय पर पहले समीक्षा किए गए प्रकाशनों का उत्पादन किया। विदल को व्यापक रूप से BCIs का आविष्कारक माना जाता है, जैसा कि समीक्षा की गई लेखों में प्रतिबिंबित होता है।
क्या EMOTIV मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरण प्रदान करता है?
हाँ! EMOTIV BCI के क्षेत्र में एक जानकार संस्थापक और बाजार नेता है जो उद्यम समाधान, व्यक्तिगत उपयोग और वायरलेस EEG तकनीक के लिए है।
EMOTIV मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरण प्रदान करता है जिन्हें इसके मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस सॉफ़्टवेयर कहा जाता है EmotivBCI के साथ जोड़ा जा सकता है। EmotivBCI को एक कंप्यूटर में BCI को सीधे लागू करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह मुफ्त ओपन-सोर्स प्लेटफॉर्म NodeRed के साथ भी जुड़ सकता है, जो BCI आउटपुट को कई संगत बाह्य हार्डवेयर उपकरणों से इंटरफेस करता है ताकि वास्तविक दुनिया के उपकरणों पर सीधा मानसिक नियंत्रण लागू किया जा सके। EmotivBCI और NodeRed डेवलपर्स को BCI अनुप्रयोगों का निर्माण करने की अनुमति देते हैं। EMOTIV के मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस उपकरणों में EMOTIV Insight और EMOTIV EPOC X EEG हेडसेट शामिल हैं।
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