IT TrendAlert: De Brain Machine interface

In de afgelopen decennia hebben we veel zien veranderen in de user-interfaces die we gebruiken. Zeg maar in de manier waarop we een computer of andere apparaten bedienen. Aan de interface kunnen we al wel aardig inschatten uit welk tijdperk een apparaat komt.

De Brain Machine interface

 
Een IT TrendAlert is een beschrijving van een ontwikkeling in de markt die gerelateerd is aan Informatie Technologie. Als de verandering een bedrijf raakt kunnen kansen of bedreigingen ontstaan. In beide gevallen moet een organisatie inspelen op de verandering om daar optimaal gebruik van te maken. Deze IT TrendAlert beschrijft de ontwikkeling, de mogelijkheden die ontstaan en doet een suggestie welke stappen moeten worden ondernomen om daar gebruik van te maken. Wij geven u suggesties. Wij adviseren u om zelf verder onderzoek te doen en eigen conclusies te trekken. Onder bronnen staan locaties waar u uw vervolgonderzoek kunt starten.


In de afgelopen decennia hebben we veel zien veranderen in de user-interfaces die we gebruiken. Zeg maar in de manier waarop we een computer of andere apparaten bedienen. Aan de interface kunnen we al wel aardig inschatten uit welk tijdperk een apparaat komt.

Toetsenborden, muizen, softkeys onder het scherm, touchscreens, het wordt steeds vriendelijker, de echte natuurlijke interface komt steeds dichterbij, maar wat je je daarbij moet voorstellen is nog niet helemaal helder. Het moet wel iets zijn dat mensen van nature gewend zijn te doen, of eigenlijk moet het vanzelf gaan. Dan moeten we echter wel snel opschieten anders is het huidige aanraakschermpje onze natuurlijke interface geworden want er is nu al een generatie die swipend de luierperiode is doorgekomen.

Stemsturing
Nu is men al een tijdje bezig met nieuwe variaties zoals stemsturing. Maar of het nou zo natuurlijk is om tegen een beeldscherm of keukenmachine te gaan praten kun je je afvragen, maar het is het proberen waard. Als ik met iemand in een goed gesprek ben geeft het mij altijd het gevoel van even teveel zijn als die persoon doorlopend opdrachten tussendoor naar z'n personeel roept. Heeft die persoon de aandacht wel bij het gesprek? En echt natuurlijk vind ik het ook niet als iemand elke keer moet zeggen "keukenmachine aan", "keukenmachine zachter", "Keukenmachine harder"… het zou veel natuurlijker zijn als de keukenmachine ziet dat je hem aankijkt en dan reageert op "aan" of uit"". Maar goed dat is misschien nog een brug te ver.

Gestures
Een andere nieuwe variatie is het gebruik van gestures, bijvoorbeeld een weggooigebaar in plaats van de delete knop. Spannend als ik dat weggooigebaar maak naar een collega die net foute muziek heeft opgezet. Gelukkig komt dan de vraag van "weet u het zeker?", misschien moet ik dan knikken of mijn duim opsteken? Het is te hopen dat mijn collega dan niet net juist goeie muziek heeft opgezet.

Of het gesture vocabulaire veel uitgebreider wordt dan een kleine subselectie van opdrachten is maar de vraag.

Trage interfaces
Maar wat is dan de ultieme natuurlijke interface? Nou, dat is een interface die duidelijk sneller is dan wat we kennen van typen. Met 200 aanslagen per minuut op een toetsenbord die we op onze USB 2.0 poort hebben aangesloten komen we niet verder dan een transfer rate van  27 bits per seconde, terwijl de poort 480.000.000 bits per seconde kan verwerken. Daar is dus nog wat ruimte voor verbetering maar de voice en gesture gaan ons daar niet aan helpen.

Alternatieven
Maar kunnen we nog meer dan praten, tikken of knikken? Nou, we kunnen via allerlei sensoren nog aardig wat meer informatie produceren zoals voor bijvoorbeeld hartslag, temperatuur, locatie, beweging, stappen en dergelijke. Als ons doel was om bijvoorbeeld de hartslag te weten te komen dan is zo'n sensor een prima alternatief voor het intikken van een gemeten hartslag op een toetsenbord. Maar als we een keuze ja/nee willen maken is dat lastig. Met wat creativiteit kan het wel, dan zeggen we bijvoorbeeld dat een hartslag tussen de 100 en 1110 "Ja" is en tussen de 80 en de 90 "nee". Dan moeten we even flink inspannen om ja te zeggen en even zen zijn voor nee. Dat klinkt belachelijk, maar dat is wel het principe waar experimenten startten bij de Brain Machine interface

BMI, de Brain Machine Interface
De Brain Machine Interface is een interactie met bijzonder veel potentieel.  En ja Brain-Machine, dat moet je letterlijk zo zien. Door te denken bestuur je een apparaat. Nu moet je nog niet gelijk denken aan het uploaden of downloaden van de inhoud van je hele brain zoals in sommige films gebeurt, maar er is wel een begin en er wordt hard aan gewerkt / flink in geïnvesteerd om de interface beter te maken. Het is begonnen met het gestuurd genereren van bepaalde golven die worden opgevangen en op basis waarvan een computer "input" signaleert. Zeg maar het denken aan lekker eten als je "ja" wilt zeggen en het denken aan een tijger als je "nee" wilt zeggen. Dat zijn toevallig hersengolven die we in het begin konden registreren omdat ze sterk genoeg waren om te signaleren. Dat was wel een erg eenvoudige vorm, je moet dat zien als het voorbeeld van die hartslag die "ja" of "nee" genereert. Omdat de sterke signalen het makkelijkst te registreren waren was het een goed begin. Momenteel kan er een beduidend groter arsenaal aan signalen worden opgevangen, de eerste generatie BMI.  

Het opvangen van signalen gebeurt in het laboratorium met een soort badmuts met elektroden. Dat ziet er natuurlijk niet uit als je dat wilt verkopen dus er zijn tegenwoordig ook mooiere modellen op de markt.


The Emotiv EEG headset

BMI 2.0

Langzaam komen er echter technieken om meer signalen op te vangen en zo meer details te detecteren, met natuurlijk een best extreme variant de experimenten waarbij een strip met elektroden onder de schedel wordt geplaatst, noem het de tweede generatie. Ik weet niet of het de bedoeling is dat straks alle baby's worden uitgerust met zo'n strip, maar voor mensen die een kunstarm/hand willen besturen is dat natuurlijk wel een optie.


(Uit de whitepaper van Neurogress)

Nu al een BMI 3.0?
Een andere variatie die echt verder gaat is de Neural Lace. Dat zou ik toch wel de derde generatie BMI willen noemen. Daarbij zal een injectie zorgen voor een communicatie-elementje in het brein. Dat element zal zeg maar een soort wifi hotspot worden waarmee je uiteindelijk wireless met de cellen uit jouw brein kunt gaan communiceren.  En ja daar wordt nu al mee geëxperimenteerd.

Actuele toepassingen
En bedrijf zoals Neurogress uit Zwitserland bouwt op dit moment producten die gebruik maken van de eerste generatie neurosturing. Daarbij zijn natuurlijk medische toepassingen het eerste gebied waarnaar gekeken word, protheses van allerlei soorten worden uitgerust met de neurosturing. Maar ook besturing van apparaten in het algemeen. Neuro Daarmee heeft ook de entertainmentindustrie interesse maar het leger natuurlijk niet minder. Beide sectoren hebben een dikke portemonnee.

Key differentiator, snelheid
Een belangrijk voordeel van BMI is de potentiële snelheid waarmee data ingevoerd wordt en met name de snelheid waarmee gereageerd kan worden op data die je produceert. Stel je voor dat iemand de opdracht heeft om op een knop te drukken als hij een persoon herkent uit een reeks foto’s. Het onbewuste zal een object op een foto herkennen, vervolgens krijgt het bewustzijn een (p300) signaal uit het onderbewuste. Dat signaal moet geïnterpreteerd worden en er moet (na de overwegingen of je iemand wel echt wílt herkennen) een actie aan gekoppeld worden, namelijk de knop gaan indrukken.

Met de Brain Machine Interface kan een machine al geactiveerd worden door (het p300) signaal uit het onderbewuste! Dus vóórdat het bewustzijn het signaal heeft opgepikt. De machine kan dus voor je gevoel eerder reageren dan dat jij weet dat je een persoon hebt herkend. Dat is snel. En voor eventuele bedenkingen  is het te laat. De leugendetector heeft dus z’n langste tijd gehad.

Taboe-technologie?
Waar dat allemaal naartoe gaat is moeilijk te voorspellen. Dat er discussie komt over de toepassing is haast wel zeker. Maar dat helpt alleen maar de marketing van de technologie, want zover ik weet hebben we bij de ethische discussies nog nooit een techniek weggegooid. Vertraagd wellicht maar niet weggegooid.  Logisch natuurlijk want er zijn altijd wel landen die zelfs een verfoeide techniek kan toepassen en daarmee economisch of militair voordeel kan behalen.  Een extreem voorbeeld is gifgas, wat ondanks de publieke opinie toch door sommige landen geproduceerd en gebruikt wordt. Of het gedachtengoed van de slaugtherbots. Dit prikkelende filmpje spreekt zeker een aantal regimes aan, en dan sluit ik westerse landen ook zeker niet uit.



Deze technologieën, door de mens en media verdoemd zullen in bepaalde landen groeien als kool  en daardoor voelen andere landen zich gerechtvaardigd hier ook gebruik van te maken, ze moeten zichtzelf tenslotte kunnen verdedigen, militair of economisch, voor beiden geldt hetzelfde. Dat geldt voor extreme technologieën, BMI is natuurlijk een stuk vriendelijker.

Ethische discussie over BMI
Maar wat is dan het ethische probleem met BMI? Nou dat zit 'm in het feit dat je niet bewust een handeling hoeft uit te voeren om toch keuzes te kunnen maken. We hoeven geen geluid te maken, geen beweging, niet met de ogen te knipperen of te fronsen. Sterker nog, keuzes kunnen al door ons gemaakt zijn zonder onszelf daar bewust van te zijn, waarmee we dus een heel complex van overwegingen omzeilen.  En ziedaar het ethische dilemma. De mens is slechts een transporteur van informatie, hij heeft er geen invloed op. Is de mens op dat moment dan niets meer dan een transporteur, een verlengsnoer? Wat is zijn verantwoordelijkheid?  Waar ligt überhaupt de verantwoordelijkheid in dat geval? Bij een zelfrijdende auto kan de programmeur nog de schuld krijgen, maar hier is het programma al in de mens. Een interessant punt voor een goede discussie.

Een andere discussie die gaat komen lijkt op die gevoerd is bij het onderhuids injecteren van RFID. Onderhand zijn alle honden en katten voorzien van zo’n chip en zou het ook niet vreemd zijn als een BMI voor honden gaat bestaan die alarm slaat als de hond agressief wordt.

BMI Bidirectioneel
Is er nog meer mogelijk met BMI? Zou het omgekeerde ook denkbaar zijn?  Een interface is soms unidirectioneel, zoals een knop, maar kan ook bidirectioneel zijn, zoals een touchscreen. Zou de BMI ook twee richtingen op kunnen gaan? Kunnen we met signalen van buitenaf het brein beïnvloeden, mensen dingen laten zeggen, doen of denken. Proeven hebben al aangetoond dat dat kan… een wereld aan mogelijkheden.


VOLKER HARTMANN/AFP/
GETTY IMAGES

En daarmee kun je ervan uit gaan dat ook de BMI bidirectioneel gaat zijn. Misschien net zoals bij de smartwatch, eerst slechts het signaal dat je een mailtje hebt ontvangen. Later de content zelf, met een foto, geluid of een video, maar multimediaal wordt breder, krijgen we straks ook hersengolven als attachment? Dan wordt spam plots een heel interessant gebied. Een mailtje en je krijgt een onverklaarbare trek in een glas cola van dat ene merk. Of je voorkeur gaat toch uit naar die ene auto, je meldt je aan voor die ene politieke partij of die extremistische groepering.

Businesskansen
Gezien de fase van ontwikkeling kun je nu een positie innemen en een vliegende start maken, of zoals ook vaak gebeurt kun je je bedrijf zodanig positioneren dat een kapitaalkrachtige partij jouw bedrijf wil overnemen. In beide gevallen is het hoogste tijd om een plan te maken en de media(publiciteit) op te zoeken.

Toepassingen kunnen met name in dit gebied mensen met beperkingen helpen. Heel risicovrij is bijvoorbeeld het aan en uit doen op afstand van het licht een optie, maar ook een alarm is een interessant gebied. 

Een stap verder zou een bredere toepassing zijn in de auto, bij bepaalde hersenactiviteit kun je misschien concluderen dat iemand slaperig aan het worden is en kun je via bluetooth de radio aan zetten of als er agressie in je brein wordt gesignaleerd kun je wat rustige muziek gebruiken. En wat dacht je van een app die acties onderneemt op basis van je hersenactiviteit, kun je toch appen zonder de telefoon voor je te hebben. Of de status van je brein te delen met vrienden… hard aan het werk, relaxen, seks! 

Maar denk eens breder, ik noemde al de hond. Maar wat dacht je van de koe of andere dieren uit de veeteelt. Niet alleen ben je precies op de hoogte van de status van je dieren, maar misschien kun je ze ook nog beïnvloeden. Met name voor een high-tech land als Nederland een ultieme kans!

Kortom, er zijn zelfs met de eerste generatie heel veel buisinesskansen.

Tijd voor een brainstorm!

Ben van der Feen
bvdfeen@xs4all.nl

Enkele geraadpleegde links over dit onderwerp 

BMI
https://edition.cnn.com/2017/04/12/health/brain-computer-interface-partner/index.html

Ethiek in BMI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4115612/
https://www.inverse.com/article/32958-ethics-brain-computer-interface-technology-concerns

Wiki P300
https://en.wikipedia.org/wiki/P300_(neuroscience)

Join the machine
https://www.cnbc.com/2017/02/13/elon-musk-humans-merge-machines-cyborg-artificial-intelligence-robots.html

Emotiv
https://www.emotiv.com/

Neurogress
https://neurogress.io/

Neurocontrol
http://neurocontrol.nl/ 

p300 onderwerp research
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3398470/