Các phi công quân sự đang chiến đấu với kẻ thù cần thực hiện những thao tác phức tạp, điều này tiêu tốn của họ những giây phút quý giá. Mặc dù các màn hình cảm ứng hiện đại hay lệnh giọng nói giúp tăng tốc độ thực hiện các nhiệm vụ này, nhưng vẫn tốn thời gian. Thời gian quý báu đó có thể quyết định sự sống và cái chết trong những tình huống khẩn cấp.
Các nhà nghiên cứu quân sự Mỹ đã nảy ra một giải pháp đầy hứa hẹn: một chiếc mũ bảo hiểm công nghệ cao kết nối trực tiếp với não bộ của phi công mà không cần phải cấy ghép phẫu thuật, cho phép giao tiếp hai chiều giữa não bộ và máy tính. Chiếc mũ này sẽ giải mã sóng não và thực hiện nhiều chức năng trong tích tắc. Theo lý thuyết, nó sẽ cho phép phi công thực hiện các nhiệm vụ phức tạp, như điều khiển máy bay không người lái vào chiến trường chỉ bằng sức mạnh của suy nghĩ. Hoặc họ có thể truyền tải những gì họ thấy về một căn cứ quân sự và nhận thông tin lại qua chiếc mũ bảo hiểm này.
Loại công nghệ thần kinh không xâm lấn mà các nhà nghiên cứu đang phát triển còn có thể nâng cao khả năng hồi tưởng thông tin quan trọng, học hỏi kỹ năng mới nhanh hơn, và thậm chí thực hiện những nhiệm vụ khó khăn với sự trợ giúp từ một chuyên gia từ xa.
Vào năm 2018, DARPA - cơ quan nghiên cứu tương lai của quân đội Mỹ - đã khởi động một chương trình trị giá 125 triệu USD mang tên Công nghệ Thần kinh Không phẫu thuật Thế hệ Tiếp theo (N3), nhằm đạt được điều này. Về lý thuyết, chiếc mũ N3 sẽ tạo ra một con đường để tích hợp công nghệ điều khiển vào quân đội mà không cần cấy ghép thiết bị vào cơ thể con người. “Bằng cách tạo ra một giao diện não-máy tính dễ tiếp cận hơn mà không cần phẫu thuật, DARPA có thể cung cấp các công cụ cho phép chỉ huy nhiệm vụ luôn tham gia vào các hoạt động liên động xảy ra nhanh chóng,” Al Emondi, quản lý chương trình N3, đã nói trong một thông cáo báo chí của DARPA.
Thông qua 16 kênh độc lập tương tác với các phần khác nhau của não bộ, chiếc mũ này được thiết kế để vừa cảm nhận tín hiệu từ não bộ của người đeo, vừa truyền dữ liệu tới não bằng một số kết hợp của các thiết bị truyền dẫn thần kinh quang học, từ tính và âm thanh. Tài liệu chương trình cũng yêu cầu tương tác với 16 milimét khối mô thần kinh trong vòng 50 mili giây (một phần hai mươi của một giây).
Dù sản phẩm cuối cùng có thể còn nhiều năm nữa mới hoàn thành, nhưng DARPA đã làm việc với các dự án thần kinh như thế này trong nhiều thập kỷ, đã đầu tư hơn 1 tỷ USD vào nghiên cứu thần kinh kể từ năm 1973. Sau khi có thêm nguồn tài trợ từ năm 1999, nghiên cứu của DARPA đã dẫn đến nhiều bước đột phá, bắt đầu từ những thí nghiệm trong thập niên 2000, trong đó khỉ đã chứng minh khả năng di chuyển một con trỏ trên màn hình máy tính - và sau đó là một cánh tay giả - chỉ bằng suy nghĩ. Trong thí nghiệm quan trọng tiếp theo, con người đã thực hiện được những nhiệm vụ phức tạp hơn, như điều khiển các phương tiện trên mặt đất và trên không, bao gồm cả máy bay tàng hình F-35 mô phỏng.
Mặc dù đã có những tiến bộ đáng kể, nhưng công việc của DARPA vẫn chưa tạo ra những hệ thống sẵn sàng cho hoạt động thực tế - tính đến thời điểm này. Có một số trở ngại lớn mà họ phải vượt qua. Một trong số đó là hầu hết các nghiên cứu trước đây đều yêu cầu cấy ghép để thiết lập một liên kết trực tiếp với não bộ. Hiện tại, quân đội có vẻ như đang tập trung vào các hệ thống giao tiếp không cần cấy ghép, giống như loại mà Elon Musk đang thử nghiệm với Neuralink.
Trong suốt thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu được tài trợ bởi DARPA đã tiến bộ đáng kể trong việc hiện thực hóa mục tiêu giao diện não-mũ bảo hiểm. Một nhóm từ Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins đang phát triển một “hệ thống quang học hoàn toàn không xâm lấn, có tính nhất quán để ghi lại từ não”, theo trang thông tin của DARPA về nghiên cứu này. Hệ thống này sẽ đo lường những thay đổi quang học trong mô thần kinh tương ứng với hoạt động thần kinh. Trong khi đó, một nhóm tại Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto ở California có kế hoạch kết nối sóng siêu âm và trường từ để tạo ra các dòng điện cục bộ có thể truyền dữ liệu đến não. Một nhóm thứ ba tại Teledyne ở Thousand Oaks, California, đang sử dụng các thiết bị đo trường từ để phát hiện hoạt động của não thông qua các trường từ và sóng siêu âm để truyền tải các tín hiệu đó đến các tế bào thần kinh. Một nhóm thứ tư tại Đại học Carnegie Mellon cũng có kế hoạch sử dụng sóng siêu âm, kết hợp với xung ánh sáng xuyên thấu vào hộp sọ để đọc hoạt động của não, cũng như điều khiển các trường từ để ghi dữ liệu vào não.
Các phương pháp khác cho N3 không thực sự không xâm lấn, nhưng có thể coi là xâm lấn một cách tối thiểu. Chẳng hạn, một nhóm tại công ty công nghệ thần kinh Battelle có trụ sở ở Columbus, Ohio, đang nghiên cứu việc đưa vào sử dụng các transducer nano không phẫu thuật, những thiết bị nhỏ dùng để chuyển đổi tín hiệu điện từ não bộ thành định dạng mà một thiết bị truyền nhận bên ngoài có thể đọc được. Các thiết bị này cũng nhằm hoạt động theo chiều ngược lại, cho khả năng truyền và tiếp nhận hoàn chỉnh.
Cùng lúc đó, một nhóm tại Đại học Công nghệ Sydney ở Úc đã công bố vào năm 2023 rằng họ đã phát triển một thiết bị không xâm lấn sử dụng cảm biến graphene để theo dõi hình ảnh háu não, cho phép điều khiển robot chó bằng tâm trí dựa trên một menu chín lệnh có sẵn.
Liệu chúng ta có thể thực hiện bước nhảy vọt tới việc gửi và nhận dữ liệu giữa các bộ não không? Một kết nối não-máy tính-não cũng có thể khả thi nhờ chương trình MOANA của N3. MOANA, viết tắt của “truy cập thần kinh từ tính, quang học và âm thanh”, có mục tiêu tạo ra giao tiếp trực tiếp giữa các bộ não. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice ở Houston, Texas, đã tiêm các loại thuốc gene để tái lập trình các tế bào thần kinh sao cho chúng có khả năng tiếp nhận “khả năng ghi” bằng cách điều khiển trường từ. Đồng thời, họ cũng sử dụng ánh sáng xuyên thấu vào hộp sọ để thực hiện các chức năng đọc.
Khả năng này một ngày nào đó có thể được sử dụng để cho phép một chuyên gia từ xa hỗ trợ một người không chuyên trong việc thực hiện các hành động cụ thể - như cung cấp hỗ trợ y tế khẩn cấp hoặc sửa chữa một thiết bị phức tạp. Nghe có vẻ xa vời, nhưng các nhà nghiên cứu từ Đại học Wake Forest, Đại học California và Đại học Kentucky đã thiết lập một kết nối thần kinh giữa các con chuột vào năm 2009. Thí nghiệm này cho phép một con chuột chưa từng trải nghiệm thực hiện một nhiệm vụ trong vài phút mà một con chuột có kinh nghiệm cần tuần lễ để học hỏi.
Ít nhất một nền tảng quân sự lớn mới đang trên đường phát triển để tích hợp khả năng “đọc”: máy bay chiến đấu Tempest thế hệ thứ sáu mà Vương quốc Anh, Nhật Bản và Ý đang phát triển sẽ bao gồm một chiếc mũ bay theo dõi hoạt động não bộ của phi công và các dữ liệu sinh trắc học khác (bao gồm phản ứng da, nhịp tim, hô hấp, theo dõi mắt và điện tâm đồ). AI trên tàu có thể một ngày nào đó sử dụng khả năng giám sát này để quyết định có nên can thiệp nếu phi công cần sự trợ giúp khẩn cấp hay không.
Cho đến nay, chưa có dự án nào trong số này dẫn đến công nghệ sẵn sàng cho quân đội sử dụng. DARPA vẫn chưa công bố kết quả của những hướng nghiên cứu này, nhưng có vẻ như vẫn còn rất nhiều việc phải làm ở phía trước.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/a62719626/darpa-n3-ai-helmet/
Các nhà nghiên cứu quân sự Mỹ đã nảy ra một giải pháp đầy hứa hẹn: một chiếc mũ bảo hiểm công nghệ cao kết nối trực tiếp với não bộ của phi công mà không cần phải cấy ghép phẫu thuật, cho phép giao tiếp hai chiều giữa não bộ và máy tính. Chiếc mũ này sẽ giải mã sóng não và thực hiện nhiều chức năng trong tích tắc. Theo lý thuyết, nó sẽ cho phép phi công thực hiện các nhiệm vụ phức tạp, như điều khiển máy bay không người lái vào chiến trường chỉ bằng sức mạnh của suy nghĩ. Hoặc họ có thể truyền tải những gì họ thấy về một căn cứ quân sự và nhận thông tin lại qua chiếc mũ bảo hiểm này.
Loại công nghệ thần kinh không xâm lấn mà các nhà nghiên cứu đang phát triển còn có thể nâng cao khả năng hồi tưởng thông tin quan trọng, học hỏi kỹ năng mới nhanh hơn, và thậm chí thực hiện những nhiệm vụ khó khăn với sự trợ giúp từ một chuyên gia từ xa.
Vào năm 2018, DARPA - cơ quan nghiên cứu tương lai của quân đội Mỹ - đã khởi động một chương trình trị giá 125 triệu USD mang tên Công nghệ Thần kinh Không phẫu thuật Thế hệ Tiếp theo (N3), nhằm đạt được điều này. Về lý thuyết, chiếc mũ N3 sẽ tạo ra một con đường để tích hợp công nghệ điều khiển vào quân đội mà không cần cấy ghép thiết bị vào cơ thể con người. “Bằng cách tạo ra một giao diện não-máy tính dễ tiếp cận hơn mà không cần phẫu thuật, DARPA có thể cung cấp các công cụ cho phép chỉ huy nhiệm vụ luôn tham gia vào các hoạt động liên động xảy ra nhanh chóng,” Al Emondi, quản lý chương trình N3, đã nói trong một thông cáo báo chí của DARPA.
Thông qua 16 kênh độc lập tương tác với các phần khác nhau của não bộ, chiếc mũ này được thiết kế để vừa cảm nhận tín hiệu từ não bộ của người đeo, vừa truyền dữ liệu tới não bằng một số kết hợp của các thiết bị truyền dẫn thần kinh quang học, từ tính và âm thanh. Tài liệu chương trình cũng yêu cầu tương tác với 16 milimét khối mô thần kinh trong vòng 50 mili giây (một phần hai mươi của một giây).
Dù sản phẩm cuối cùng có thể còn nhiều năm nữa mới hoàn thành, nhưng DARPA đã làm việc với các dự án thần kinh như thế này trong nhiều thập kỷ, đã đầu tư hơn 1 tỷ USD vào nghiên cứu thần kinh kể từ năm 1973. Sau khi có thêm nguồn tài trợ từ năm 1999, nghiên cứu của DARPA đã dẫn đến nhiều bước đột phá, bắt đầu từ những thí nghiệm trong thập niên 2000, trong đó khỉ đã chứng minh khả năng di chuyển một con trỏ trên màn hình máy tính - và sau đó là một cánh tay giả - chỉ bằng suy nghĩ. Trong thí nghiệm quan trọng tiếp theo, con người đã thực hiện được những nhiệm vụ phức tạp hơn, như điều khiển các phương tiện trên mặt đất và trên không, bao gồm cả máy bay tàng hình F-35 mô phỏng.
Mặc dù đã có những tiến bộ đáng kể, nhưng công việc của DARPA vẫn chưa tạo ra những hệ thống sẵn sàng cho hoạt động thực tế - tính đến thời điểm này. Có một số trở ngại lớn mà họ phải vượt qua. Một trong số đó là hầu hết các nghiên cứu trước đây đều yêu cầu cấy ghép để thiết lập một liên kết trực tiếp với não bộ. Hiện tại, quân đội có vẻ như đang tập trung vào các hệ thống giao tiếp không cần cấy ghép, giống như loại mà Elon Musk đang thử nghiệm với Neuralink.
Trong suốt thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu được tài trợ bởi DARPA đã tiến bộ đáng kể trong việc hiện thực hóa mục tiêu giao diện não-mũ bảo hiểm. Một nhóm từ Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins đang phát triển một “hệ thống quang học hoàn toàn không xâm lấn, có tính nhất quán để ghi lại từ não”, theo trang thông tin của DARPA về nghiên cứu này. Hệ thống này sẽ đo lường những thay đổi quang học trong mô thần kinh tương ứng với hoạt động thần kinh. Trong khi đó, một nhóm tại Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto ở California có kế hoạch kết nối sóng siêu âm và trường từ để tạo ra các dòng điện cục bộ có thể truyền dữ liệu đến não. Một nhóm thứ ba tại Teledyne ở Thousand Oaks, California, đang sử dụng các thiết bị đo trường từ để phát hiện hoạt động của não thông qua các trường từ và sóng siêu âm để truyền tải các tín hiệu đó đến các tế bào thần kinh. Một nhóm thứ tư tại Đại học Carnegie Mellon cũng có kế hoạch sử dụng sóng siêu âm, kết hợp với xung ánh sáng xuyên thấu vào hộp sọ để đọc hoạt động của não, cũng như điều khiển các trường từ để ghi dữ liệu vào não.
Các phương pháp khác cho N3 không thực sự không xâm lấn, nhưng có thể coi là xâm lấn một cách tối thiểu. Chẳng hạn, một nhóm tại công ty công nghệ thần kinh Battelle có trụ sở ở Columbus, Ohio, đang nghiên cứu việc đưa vào sử dụng các transducer nano không phẫu thuật, những thiết bị nhỏ dùng để chuyển đổi tín hiệu điện từ não bộ thành định dạng mà một thiết bị truyền nhận bên ngoài có thể đọc được. Các thiết bị này cũng nhằm hoạt động theo chiều ngược lại, cho khả năng truyền và tiếp nhận hoàn chỉnh.
Cùng lúc đó, một nhóm tại Đại học Công nghệ Sydney ở Úc đã công bố vào năm 2023 rằng họ đã phát triển một thiết bị không xâm lấn sử dụng cảm biến graphene để theo dõi hình ảnh háu não, cho phép điều khiển robot chó bằng tâm trí dựa trên một menu chín lệnh có sẵn.
Liệu chúng ta có thể thực hiện bước nhảy vọt tới việc gửi và nhận dữ liệu giữa các bộ não không? Một kết nối não-máy tính-não cũng có thể khả thi nhờ chương trình MOANA của N3. MOANA, viết tắt của “truy cập thần kinh từ tính, quang học và âm thanh”, có mục tiêu tạo ra giao tiếp trực tiếp giữa các bộ não. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice ở Houston, Texas, đã tiêm các loại thuốc gene để tái lập trình các tế bào thần kinh sao cho chúng có khả năng tiếp nhận “khả năng ghi” bằng cách điều khiển trường từ. Đồng thời, họ cũng sử dụng ánh sáng xuyên thấu vào hộp sọ để thực hiện các chức năng đọc.
Khả năng này một ngày nào đó có thể được sử dụng để cho phép một chuyên gia từ xa hỗ trợ một người không chuyên trong việc thực hiện các hành động cụ thể - như cung cấp hỗ trợ y tế khẩn cấp hoặc sửa chữa một thiết bị phức tạp. Nghe có vẻ xa vời, nhưng các nhà nghiên cứu từ Đại học Wake Forest, Đại học California và Đại học Kentucky đã thiết lập một kết nối thần kinh giữa các con chuột vào năm 2009. Thí nghiệm này cho phép một con chuột chưa từng trải nghiệm thực hiện một nhiệm vụ trong vài phút mà một con chuột có kinh nghiệm cần tuần lễ để học hỏi.
Ít nhất một nền tảng quân sự lớn mới đang trên đường phát triển để tích hợp khả năng “đọc”: máy bay chiến đấu Tempest thế hệ thứ sáu mà Vương quốc Anh, Nhật Bản và Ý đang phát triển sẽ bao gồm một chiếc mũ bay theo dõi hoạt động não bộ của phi công và các dữ liệu sinh trắc học khác (bao gồm phản ứng da, nhịp tim, hô hấp, theo dõi mắt và điện tâm đồ). AI trên tàu có thể một ngày nào đó sử dụng khả năng giám sát này để quyết định có nên can thiệp nếu phi công cần sự trợ giúp khẩn cấp hay không.
Cho đến nay, chưa có dự án nào trong số này dẫn đến công nghệ sẵn sàng cho quân đội sử dụng. DARPA vẫn chưa công bố kết quả của những hướng nghiên cứu này, nhưng có vẻ như vẫn còn rất nhiều việc phải làm ở phía trước.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/a62719626/darpa-n3-ai-helmet/
