Giao diện não–máy
Chris Aimone, Đồng sáng lập và Giám đốc Công nghệ tại Muse – Loạt phỏng vấn

Chris Aimone đồng sáng lập Muse với tinh thần tạo ra công nghệ mở rộng quan điểm của chúng ta về bản thân và thế giới xung quanh.
Là một nghệ sĩ và nhà phát minh trong lòng, thực hành sáng tạo và thiết kế của Chris đã bao gồm nhiều lĩnh vực, bao gồm kiến trúc, thực tế ảo tăng cường, tầm nhìn máy tính, âm nhạc và robot. Nhằm mang lại những trải nghiệm mới sáng tạo, Chris đã xây dựng các cài đặt cho Trung tâm Khoa học Ontario và đóng góp vào các dự án nghệ thuật công nghệ lớn được giới thiệu trên toàn thế giới (bao gồm Burning Man).
Bạn có thể chia sẻ với chúng tôi về cách bạn bắt đầu yêu thích Robotics và Brain-Machine Interfaces (BMI) không?
Khi tôi còn rất nhỏ, thay vì chơi với đồ chơi phổ biến cho trẻ em, tôi quan tâm đến các công cụ – đến mức tôi yêu thích một cuốn sách thực sự là danh mục các công cụ (ở 18 tháng) và tôi muốn một máy may cho Giáng sinh khi tôi 3 tuổi.
Tôi quan tâm đến việc các công cụ có thể làm – cách chúng có thể mở rộng tầm với của tôi vào những điều không thể, và tình yêu của tôi với robot và BMI chỉ đơn giản là một phần mở rộng của điều đó. Tôi rất tò mò về những gì nằm ngay ngoài giới hạn khả năng của cơ thể tôi, ngay ngoài phạm vi của các giác quan. Điều này có rất nhiều ý nghĩa theo một cách nào đó, vì tôi tin rằng chúng ta yêu thích việc tìm hiểu mọi thứ, cho dù đó là thông qua các giác quan của chúng ta hay thông qua việc áp dụng kiến thức và công cụ của chúng ta cùng nhau để khám phá và hiểu về trải nghiệm của chúng ta.
Tôi không bắt đầu xây dựng robot hoặc BMI cho đến rất lâu sau đó, tôi khá chắc chắn rằng đó chỉ là một vấn đề về quyền truy cập. Máy tính không phải là rẻ (hoặc dễ tiếp cận) vào những năm 80. Tôi đã học cách lập trình trên Commodore 64, nhưng tôi không muốn những sáng tạo của mình chỉ sống trong máy tính. Tôi đã học cách nối các thiết bị vào cổng song song, nhưng nó thật khó chịu và nhàm chán. Không có Arduino, không có raspberry pie, không có giao hàng vào ngày mai từ Digikey.
Điều thú vị nhất tôi đã xây dựng vào thời điểm đó là một mặt nạ với một số đèn nhấp nháy được điều khiển bởi máy tính mà tôi có thể nhấp nháy vào mắt với các tần số khác nhau. Tôi đã nhận thấy rằng nhận thức của tôi trở nên hơi kỳ lạ khi nhìn vào các đèn LED nhấp nháy trong khi tôi đang tìm tòi, vì vậy tôi tò mò về những gì sẽ xảy ra nếu tôi ảnh hưởng đến toàn bộ tầm nhìn của mình theo cách đó. Rõ ràng tôi đã có một sự quan tâm tiềm ẩn đến ý thức và giao diện máy tính não. Tôi thực sự tò mò về những gì tôi có thể đã xây dựng nếu tôi có quyền truy cập vào Muse hoặc các công nghệ có thể hack khác ngày nay!
Một số robot đầu tiên mà bạn đã làm việc là gì?
Tôi đã xây dựng một robot leo tường rất cool với một vài người bạn. Nó có bốn cốc hút cho tay và một cái bụng hút lớn. Việc sử dụng duy nhất chúng tôi có thể nghĩ ra cho nó là lau kính tự động. Đó là một dự án rất thú vị được cho phép bởi sự tốt bụng của các nhà cung cấp tự động hóa đã tặng chúng tôi các bộ phận khi chúng tôi gọi điện lạnh với một ý tưởng điên rồ… nhưng nó thực sự hoạt động! Dự án cũng dạy chúng tôi rất nhiều về nhiễu điện từ và sức mạnh của tường khô trong nhà.
Sau đó, tôi đã xây dựng một robot vẽ vào một mùa hè mà vẽ trên một bức tường canvas khổng lồ 6×8 sử dụng một bàn chải gắn vào một máy in Commodore 64 biến dị. Đó là một怪物 sử dụng mọi mảnh rác công nghệ mà tôi có thể tìm thấy, bao gồm một bình khí barbecue, chuột máy tính và các con lăn trượt patin của tôi. Nó có một webcam từ giữa những năm 90 và cố gắng vẽ những gì nó nhìn thấy. Nó thật kỳ lạ… tôi vẫn nhớ tính cách hài hước, kiên nhẫn của nó.
Khi tôi đang làm thạc sĩ, tôi đã xây dựng một robot tương tự với một số người bạn có kích thước của một ngôi nhà. Chúng tôi quan tâm đến việc những gì sẽ xảy ra nếu một tòa nhà thay đổi hình dạng và tính cách theo những người trong đó. Nó thật tuyệt… và tòa nhà cảm thấy sống! Nó di chuyển và tạo ra tiếng ồn. Bạn trở nên rất ý thức về bản thân, nó cảm thấy như đang ở trong một nhà thờ trống rỗng.
Trong hơn một thập kỷ, bạn thực sự trở thành một cyborg. Bạn có thể chia sẻ câu chuyện về cách hành trình này bắt đầu?
Khi tôi kết thúc bằng cấp đại học, máy tính đã trở nên khá mạnh. Tôi có thể mua một máy tính có thể thực hiện xử lý video đơn giản ở 15 khung hình mỗi giây, Linux gần như có thể được cài đặt bởi những người không chuyên. Tôi yêu thích bộ nhớ và tốc độ của máy tính và điều đó dẫn tôi đến câu hỏi: Nếu tôi có những khả năng tương tự?
Tôi đã gặp một giáo sư tại UofT tên là Steve Mann, người là một nhà phát minh điên rồ, và vẫn là thành viên của hội đồng tư vấn InteraXon ngày nay. Anh ta đi lại với một máy tính trên đầu và gửi hình ảnh laser vào mắt. Đó chính xác là những gì tôi đang tìm kiếm! Nếu bạn yêu thích các công cụ, điều tốt hơn để làm gì ngoài việc bao phủ mình bằng chúng?
Steve và tôi bắt đầu làm việc rất nhiều cùng nhau. Chúng tôi đều quan tâm đến việc mở rộng nhận thức tổng thể của mình. Chúng tôi đã làm việc rất nhiều với tầm nhìn máy tính và xây dựng các thiết bị thực tế ảo tăng cường rất sớm. Theo nhiều cách, chúng vẫn khiến tôi ngạc nhiên hơn so với AR có sẵn ngày nay. Steve đã phát minh ra một cách tạo ra sự sắp xếp quang học hoàn hảo giữa đồ họa máy tính và tầm nhìn tự nhiên của thế giới. Điều này cho phép chúng tôi làm những việc đẹp như kết hợp thông tin từ máy ảnh hồng ngoại xa vào tầm nhìn của bạn một cách không bị gián đoạn.
Bạn đã giảm bớt tham vọng cyborg của mình, vì nó khiến bạn cách xa những người khác. Bạn có thể chia sẻ một số chi tiết về sự chuyển đổi này trong tâm trí của bạn?
Tôi đã tưởng tượng một sự tích hợp sâu sắc và không bị gián đoạn với công nghệ máy tính: Thông tin luôn có sẵn, giao tiếp tức thời, trợ lý AI và khả năng cảm nhận được mở rộng. Tôi thực sự tin vào công nghệ luôn có mặt để tôi có thể sử dụng nó khi cần.
Những thứ đã thay đổi đối với tôi khi tôi bắt đầu phát hình ảnh lên một trang web. Một công ty viễn thông địa phương đã tặng chúng tôi một số điện thoại di động với kết nối dữ liệu nối tiếp cho phòng thí nghiệm của chúng tôi tại trường đại học. Chúng tôi có thể tải lên hình ảnh chậm, khoảng một hình ảnh mỗi vài giây với độ trung thực thấp. Chúng tôi đã bắt đầu một thử thách để xem ai có thể truyền phát nhiều nhất. Đó là một thí nghiệm siêu thú vị. Tôi đã đeo máy tính trong nhiều tháng, truyền phát cuộc sống của mình lên internet, đảm bảo đăng tải mọi lúc tôi làm điều gì đó thú vị — sống cuộc sống của mình thông qua tầm nhìn của máy ảnh.
Sự thật là, thật thú vị khi cảm thấy như tôi không đơn độc, đăng lên một khán giả tưởng tượng. Âm thanh quen thuộc? Chúng tôi đều đã có một hương vị của phương tiện truyền thông xã hội hiện đại, 20 năm trước. Và những gì tôi đã học?
Bị kẹt trong máy tính, cố gắng kết nối với người khác bằng cách truyền phát một cuộc sống ảo, giữ tôi cách xa việc có mặt với người khác… và tôi cảm thấy mình cô đơn hơn bao giờ hết. Woah.
Tôi đi lại với thông tin quá tải liên tục với một thiết bị đầu cuối máy tính trước mặt tôi tín hiệu bất cứ khi nào một email đến, và khi một hình ảnh được tải lên, một trình duyệt web văn bản sẽ mở với điều gì đó tôi đang nghiên cứu – đó là rất nhiều.
Mặc dù tôi quan tâm đến việc máy tính giúp tôi giải quyết vấn đề, nhưng tôi bắt đầu trải nghiệm ít hơn sự tự do của suy nghĩ. Tôi cảm thấy bị gián đoạn liên tục, bị kích hoạt bởi những gì đang nổi lên từ không gian mạng. Tôi đã khám phá ra thách thức của việc giữ liên lạc với ai bạn là và mất khả năng điều chỉnh vào tia sáng sáng tạo của bạn khi bạn luôn ở trong trạng thái quá tải thông tin.
Tôi quan tâm đến công nghệ giúp tôi cảm thấy mở rộng, sáng tạo và không bị cản trở, nhưng một cách nào đó, tôi đã tự vẽ mình vào một góc với rất nhiều điều ngược lại.
Bạn đã thực hiện một thí nghiệm xã hội đáng chú ý, nơi người dùng trên khắp Canada có thể sử dụng tâm trí của mình để điều khiển đèn trên Tháp CN và Thác Niagara bằng tâm trí của họ. Bạn có thể mô tả điều này?
Đây là một cơ hội đặc biệt mà chúng tôi đã có sớm trong hành trình của Muse tại Thế vận hội mùa đông năm 2010, trong nỗ lực kết nối các phần khác nhau của Canada với sự kiện toàn cầu.
Mặc dù nó không được hiểu rõ, chúng tôi biết rằng các sóng não của chúng ta đồng bộ hóa theo những cách thú vị, đặc biệt là khi chúng ta làm những việc gần gũi, như giao tiếp với nhau, khi chúng ta nhảy múa hoặc khi làm âm nhạc. Điều gì xảy ra khi bạn chiếu hoạt động của não bộ một cá nhân theo cách để nó được trải nghiệm bởi nhiều người?
Chúng tôi đã tạo ra một trải nghiệm mà những người tham dự các trò chơi trên bờ biển phía tây của Canada có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm của hàng ngàn người, 3000 dặm xa. Bằng cách đeo một thiết bị cảm nhận não, người tham gia đã kết nối ý thức của mình với một màn hình ánh sáng thời gian thực khổng lồ chiếu sáng Thác Niagara, trung tâm Toronto qua Tháp CN và các tòa nhà quốc hội Canada ở Ottawa.
Bạn ngồi trước một màn hình lớn với tầm nhìn thời gian thực của màn hình ánh sáng để bạn có thể xem hiệu ứng trực tiếp của tâm trí trong trải nghiệm lớn hơn cuộc sống này. Người ta sẽ gọi điện cho bạn bè ở Toronto và yêu cầu họ xem khi các mẫu hoạt động trong não của họ chiếu sáng thành phố với một vở kịch ánh sáng ấn tượng.
Bạn đã mô tả Muse như một ‘sự cố hạnh phúc’. Bạn có thể chia sẻ chi tiết về sự cố hạnh phúc này và những gì bạn đã học được từ trải nghiệm?
Tôi thường quên đi vẻ đẹp của việc tìm tòi khi xây dựng công nghệ có thể thật nhàm chán. Bạn phải trở nên cứng rắn, nhưng rất nhiều điều tuyệt vời xảy ra khi bạn có thể phá vỡ các cáp nối, cắm một số thứ ngẫu nhiên lại với nhau và chỉ xem những gì xảy ra… giống như cách Muse được tạo ra!
Hạt giống đầu tiên của Muse được gieo khi chúng tôi viết một số mã để kết nối với một hệ thống EEG y tế cũ và truyền dữ liệu qua mạng. Chúng tôi phải tìm một vỏ máy tính hỗ trợ thẻ ISA và chúng tôi đã tạo một chiếc băng đầu tự chế. Chúng tôi muốn nhận dữ liệu EEG cho vào máy tính đeo được của chúng tôi. Chúng tôi có thể tự động tải lên hình ảnh khi chúng tôi nhìn thấy điều gì đó thú vị không? Chúng tôi đã nghe nói rằng khi bạn nhắm mắt, sóng não alpha của bạn sẽ trở nên lớn hơn… điều này có thể là cách chúng tôi cảm nhận được sự quan tâm đến những gì chúng tôi nhìn thấy?
Chúng tôi đã ráp lại một số xử lý tín hiệu với một số phân tích phổ FFT cơ bản và móc kết quả với một đồ họa đơn giản giống như một trong những thanh điều chỉnh độ sáng dọc. Ý tưởng đơn giản, nhưng đó là một thiết lập khá phức tạp. Điều gì xảy ra tiếp theo là siêu thú vị. Chúng tôi đã thay phiên nhau đeo thiết bị, mở và đóng mắt. Đúng như dự đoán, thanh trượt đi lên và xuống, nhưng nó sẽ lang thang xung quanh theo những cách tò mò. Khi chúng tôi nhắm mắt, nó đi lên, nhưng không tất cả cách lên và vẫn lang thang xung quanh… Điều gì đang xảy ra?
Chúng tôi đã dành hàng giờ chơi với nó, cố gắng hiểu những gì làm cho nó lang thang và nếu chúng tôi có thể kiểm soát nó. Chúng tôi đã móc đầu ra với một âm thanh có thể nghe được để chúng tôi có thể nghe thấy nó đi lên và xuống khi chúng tôi có mắt nhắm. Tôi nhớ ngồi đó trong hàng giờ, mắt nhắm, khám phá ý thức của mình và âm thanh.
Tôi sớm phát hiện ra rằng tôi có thể tập trung ý thức của mình theo những cách khác nhau, thay đổi âm thanh, nhưng cũng thay đổi trải nghiệm của tôi, nhận thức của tôi và cách tôi cảm thấy. Chúng tôi đã mời những người khác vào phòng thí nghiệm và điều tương tự đã xảy ra với họ. Họ sẽ nhắm mắt và đi vào một cuộc khám phá nội tâm sâu sắc (nghe có vẻ như thiền không?). Đó là điên rồ – chúng tôi hoàn toàn quên đi ý tưởng ban đầu của mình vì điều này thú vị hơn nhiều. Đó là sự cố hạnh phúc – tôi có thể nói rằng tôi đã khám phá ra thiền và tâm thức thông qua công nghệ, một cách tình cờ!
Bạn có thể giải thích một số công nghệ cho phép Muse phát hiện sóng não?
Não bộ có hàng tỷ neuron, và mỗi neuron riêng lẻ kết nối (trung bình) với hàng nghìn neuron khác. Sự giao tiếp xảy ra giữa chúng thông qua các dòng điện nhỏ di chuyển dọc theo neuron và trên toàn mạng lưới mạch não khổng lồ. Khi tất cả các neuron này được kích hoạt, chúng tạo ra các xung điện – hình dung một sóng gợn trong đám đông tại một sân vận động – hoạt động này được đồng bộ hóa tạo ra một “sóng não”.
Khi nhiều neuron tương tác theo cách này tại cùng một thời điểm, hoạt động này đủ mạnh để được phát hiện ngay cả bên ngoài não bộ. Bằng cách đặt các điện cực trên da đầu, hoạt động này có thể được khuếch đại, phân tích và trực quan hóa. Đây là điện não đồ, hoặc EEG – một từ phức tạp chỉ đơn giản có nghĩa là đồ thị điện não. (Encephalon, não, được bắt nguồn từ “enképhalos” Hy Lạp cổ đại, có nghĩa là “trong đầu”.)
Muse đã được thử nghiệm và xác nhận chống lại các hệ thống EEG đắt hơn gấp nhiều lần, và nó được các nhà khoa học thần kinh trên toàn thế giới sử dụng trong nghiên cứu khoa học thần kinh thực tế trong và ngoài phòng thí nghiệm. Sử dụng 7 cảm biến tinh chỉnh – 2 trên trán, 2 sau tai cộng 3 cảm biến tham chiếu – Muse là một hệ thống EEG thế hệ tiếp theo, công nghệ tiên tiến sử dụng các thuật toán tiên tiến để đào tạo những người mới bắt đầu và trung cấp về kiểm soát sự tập trung. Nó dạy người dùng cách điều khiển các trạng thái não và cách thay đổi đặc điểm của não bộ.
Công nghệ thuật toán Muse phức tạp hơn so với phản hồi thần kinh truyền thống. Trong việc tạo ra ứng dụng Muse, chúng tôi bắt đầu từ những sóng não này và sau đó đã dành nhiều năm nghiên cứu các kết hợp cấp cao hơn của các đặc điểm chính, thứ cấp và thứ ba của dữ liệu EEG thô và cách chúng tương tác với thiền tập trung chú ý.
Một số cải thiện thiền hoặc tinh thần rõ ràng mà bạn đã nhận thấy cá nhân từ việc sử dụng Muse?
Chú ý của tôi linh hoạt hơn và mạnh mẽ hơn. Nó nghe có vẻ đơn giản, nhưng tôi biết cách thư giãn. Tôi hiểu cảm xúc của mình tốt hơn và tôi đồng cảm hơn với người khác. Đó thực sự là một trải nghiệm thay đổi cuộc sống.
Ngoài những người thiền, những phân khúc dân số nào là người dùng nhiệt tình của Muse?
Có rất nhiều người hack sinh học và các nhà khoa học – một số trong số họ đã làm những việc thực sự tuyệt vời. Giáo sư Krigolson từ UVic đã sử dụng Muse trong môi trường sống trên sao Hỏa, và anh ấy đã thực hiện các thí nghiệm trên núi Everest với các nhà sư sống trong các tu viện trên núi. Ngoài ra còn có một số người tuyệt vời tại phòng thí nghiệm truyền thông MIT đang sử dụng Muse trong khi ngủ để ảnh hưởng đến giấc mơ. Thật tuyệt.
Có gì khác mà bạn muốn chia sẻ về Muse?
Việc bước vào thế giới giấc ngủ với sản phẩm mới nhất của chúng tôi Muse S đã vô cùng thú vị từ góc độ sản phẩm và nghiên cứu, và rất thú vị khi nói đến các ứng dụng tích cực Muse có thể có cho rất nhiều người đang tìm cách có một giấc ngủ tốt hơn.
Ngoài ra, tôi cá nhân yêu thích cách Muse có thể hiển thị hoạt động não của bạn dưới dạng âm thanh. Từ nhiều năm nghiên cứu tín hiệu sinh học, điều mà tôi chưa bao giờ chán là vẻ đẹp trong những sóng này chảy trong chúng ta. Giống như sóng của đại dương, chúng vô cùng phức tạp, nhưng lại đơn giản và quen thuộc. Tôi yêu thích rằng chúng ta đẹp bên trong, và tôi yêu thích thách thức của việc mang điều đó ra ngoài và tôn vinh nó dưới dạng âm thanh và âm nhạc.
Cảm ơn bạn vì cuộc phỏng vấn tuyệt vời, tôi mong chờ được trải nghiệm Muse, bất kỳ ai muốn tìm hiểu thêm hoặc đặt hàng một đơn vị nên truy cập trang web của Muse.












