Projektová manažerka Neuralinku prozradila mnoho detailů ze zákulisí firmy a vývoje neurálního rozhraní

Na YouTube je ke zhlédnutí vynikající prezentace z kanadské konference CUCAI 2021, která se konala v březnu letošního roku. Shivon Zilis, projektová manažerka Neuralinku, v ní sděluje mnoho zajímavých informací o firmě a vývoji jejího produktu. Mluvila například o chirurgickém robotovi pro implantaci elektrod do mozku, testování na zvířatech nebo o aktuálních prioritách firmy. Je to další příklad toho, že se snad Neuralink více otevírá veřejnosti.

Kdo je Shivon Zilis?

web | LinkedIn | Twitter

Její oficiální pozice v Neuralinku v angličtině zní „Project Director, Office of the CEO“. Je tedy projektovou ředitelkou a jejím šéfem je přímo CEO (Chief Executive Officer – výkonný ředitel), tedy Elon Musk.

Shivon Zilis je však osobou velmi všestrannou a působila už v mnoha firmách a projektech, mimo jiné v IBM, Tesle a OpenAI, kde stále zastává pozici v představenstvu (angl. board member). Jak píše na Twitteru, jejím hlavním zájmem je „umělá inteligence, biologická inteligence a cokoliv, co existuje mezi nimi a za nimi“. Jak však sama říká v prezentaci, neměli bychom používat označení umělá inteligence, ale spíše „křemíková inteligence“, protože ji určitě nebudeme považovat za umělou navěky.

Shivon pochází z Kanady. Studovala ekonomii a filozofii v USA na univerzitě Yale. Mezi její aktivity patří také investování – spoluzakládala investiční společnost Bloomberg Beta, která se specializuje na firmy zajímavým způsobem využívající machine learning (strojové učení).

Konference CUCAI 2021

web | LinkedIn | YouTube

CUCAI neboli The Canadian Undergraduate Conference on AI (Kanadská vysokoškolská konference o umělé inteligenci) se koná od roku 2019. Jejím cílem je propojení kanadských studentů oborů souvisejících s umělou inteligencí s firmami, které takovéto studenty hledají. V posledních letech se z pochopitelných důvodů odehrává online.

Prezentace

Shivon ve svém vystoupení obšírně shrnula, o co se Neuralink snaží, představila, jak se jim to daří a kam až by chtěli dojít v blízké i vzdálenější budoucnosti. Vystoupení bylo svým způsobem náborem do firmy. O to vlastně také na této konferenci jde. Uvedla, že za svou bohatou kariéru se nikdy nesetkala s projektem, ve kterém by bylo potřeba skloubit tak mnoho různých aspektů, aby výsledný produkt fungoval.

Neuralink podle ní má dva hlavní cíle – léčbu neurologických onemocnění a vývoj vysokorychlostního neurálního rozhraní. Jedním z počátečních kroků k těmto cílům je překonání „výkonu“ rozhraní typu Utah Array.

V poslední době se firma zaměřila na zjednodušení celého systému a jeho úplné „zneviditelnění“ čili schování všech částí do hlavy uživatele. Tyto změny byly prý implementovány na přímou žádost Elona Muska.

Robot

Momentálně Neuralink soustředí nejvíce pozornosti na dvě oblasti – vývoj rozhraní a optimalizaci jeho implantace. Velká část zdrojů jde na vývoj neurochirurgického robota. Ten je potřebný, protože implantace elektrod vyžaduje mikronovou přesnost a musí být provedena co nejrychleji. Odstranění kůže a části lebky je v současnosti prováděno rukama neurochirurga, ale v budoucnosti má být celý proces zautomatizován.

Ptáte-li se, proč je robot tak velký, pak vězte, že je to z následujících důvodů:

  • Mikronová přesnost vyžaduje stabilitu a ta zase vyžaduje určitou váhu celého zařízení.
  • V útrobách systému je ukryto ohromné množství optické techniky pro precizní mapování mozku.
  • Jde například o pasivní optiku využívající různé vlnové délky nebo optickou koherentní tomografii s největším rozlišením na světě, která umožňuje vytvoření 3D mapy mozku a velmi přesné sledování mozkových pohybů pro mikronově precizní vpichování elektrodových vláken.
  • Přesnost robota a důkladné zmapování pohybů mozku jsou potřebné na to, aby implantace byla co nejméně invazivní. Například rozhraní Utah Array při implantaci způsobuje protržení mnoha krevních vláken, což způsobuje akutní reakci organismu – ochranná tělíska se nalepí na elektrody, pokryjí je, aby nemohly dále škodit tělu, a označí je jako cizí těleso, což potom velmi znesnadňuje nebo dokonce znemožňuje zaznamenávání signálů z neuronů.

Robot je masivní, ale s tělem přichází do kontaktu jen sama jehla. Ta je vyrobena z wolframovo-radiového drátu, který je ořezán osmi řezy femtosekundového laseru do přesného tvaru tak, aby výsledná jehla mohla zachytávat elektrodová vlákna a vpichovat je do mozku 64krát během jedné operace, aniž by způsobila jakékoliv poranění mozku.

Koncovka pro vpichování vláken s elektrodami. A) jehla, B) podavač vláken, C) zásobník na vlákna. (Zdroj: Neuralink)

Funguje to?

Funguje. Ovšem zatím jen na zvířatech. Jak říká Shivon Zilis: „Byli bychom rádi, kdyby to šlo bez zvířat, ale není to možné. Musíme zařízení před lidskou implantací řádně otestovat na zvířatech. Je to také jeden z požadavků agentury FDA.“ Nicméně vše, co lze testovat bez zvířat, je tak testováno. Jde například o různé testy hardwaru, vizuální inspekce nebo ověřování chemických vlastností.

Je známo, že Neuralink v současnosti provádí pokusy na prasatech a na opicích, konkrétně makacích. Prasata jsou používána pro testy, které nevyžadují složitého chování. Jde zejména o dvě věci:

  • potvrzení, že zařízení je schopno registrovat smysluplné signály z mozku
  • potvrzení, že implantát nemá žádné nechtěné vlivy na zdraví uživatele

K testům jsou však využívány také myši. U nich jde o ověřování interakce v opačném směru. Rozhraní je od počátku projektováno jako „read-write“, tedy je schopno jak informace z mozku číst, tak i je do mozku vysílat. Jak přesně vypadají testy zápisu informací do mozku? Myším se do mozkové tkáně aplikuje fluorescenční virus. Když potom určitý neuron aktivuje (vystřelí) svůj akční potenciál, je kolem něj pod mikroskopem vidět záblesk světla. Neuralinku tyto testy umožňují také zkoumat, jaký minimální elektrický proud je potřebný k vyvolání akce neuronů.

Testy zápisu informací do mozku. Místo zabarvené na červeno je elektroda. Žlutozelené body jsou neurony aktivované elektrickým proudem z elektrody. (Zdroj: Neuralink)

Kde je Neuralink teď?

Přesněji řečeno, kde se nacházel v březnu letošního roku, když se konala konference CUCAI 2021. Podle Shivon se firma plně koncentruje na to, jak bezpečně dostat efektivní zařízení co nejrychleji k prvním lidským pacientům. Podle ní by to mělo být za 6–9 měsíců, tedy do konce letošního roku. Aby se to mohlo stát, všechny komponenty zařízení musí být důkladně otestovány.

Je obecně známo, že Neuralink testuje implantaci elektrod do motorické oblasti mozku, tak aby první pacienti, osoby s těžkým pohybovým postižením, mohly myšlenkami ovládat počítač. Shivon Zilis ale prozradila, že firma už testuje rovněž implantaci do oblasti odpovědné za vidění! Podle ní by už druhou nebo třetí možnou aplikací rozhraní mohla být rekonstrukce obrazu, čili navrácení zraku nevidomým. Neuralink je prý už nyní schopen reprodukovat na monitoru obrazy snímané z mozku opice. Soustředí se teď na zlepšení jejich rozlišení.

Místa implantace rozhraní pro ovládání počítače (vlevo) a pro rekonstrukci obrazu (vpravo) u opic (Zdroj: Neuralink)

Jiným možným přístupem, místo implantace elektrod do motorické oblasti a psaní textu pomyslnými pohyby paralyzovaných rukou, by podle Shivon mohla být přímá implantace elektrod do řečového centra mozku a přepisování celých slov nebo myšlenek. To by navíc mohlo být doplněno o funkci „autocomplete“, tedy automatické dokončování toho, co chce daný uživatel sdělit (pomocí strojového učení. To by samozřejmě byla revoluční změna.

Otázky a odpovědi

Prezentace byla, jak je na podobných konferencích zvykem, zakončena několika otázkami z virtuálního publika. Pojďme se podívat na zajímavější z nich.

1) Kdy přijdou na řadu první zdraví uživatelé?

SZ: „Momentálně se soustředíme na mozkovou kůru, tedy svrchní vrstvy mozku. Budeme-li moci vstoupit do větších hloubek, můžeme být schopni řešit problémy jako chronické úzkosti, deprese, obezita nebo nespavost. Může se ukázat, že pomocí rozhraní bude možné léčit nemoci, které nelze léčit chemicky pomocí léků. Z toho se pak může vyvinout implantát, který bude přínosem pro relativně zdravé jedince.

Pokud se však ptáte na přístroj, který vám umožní lepší kontrolu počítače nebo jiných zařízení a bude vaším primárním způsobem interakce s ostatními, myslím, že se bavíme o horizontu nějakých 12–15 let. Domnívám se však, že některé z implantátů pronikajících do hlubších oblasti mozku, budou lidé chtít už dříve, řekněme za 7 až 10 let.“

2) Jak je rozhraní zabezpečeno proti útokům hackerů?

SZ: „Určitou zajímavostí Neuralinku je, že máme osoby na některých pozicích, které svým způsobem ještě čekají, až přijde jejich čas. Bezpečnostní specialisté jsou jedni z nich. Už nyní sice implementujeme určitá opatření do našeho softwaru, ale příležitosti k reálným útokům nastanou nejdříve za několik let. Bezpečnost zařízení bude velmi důležitá, ale ještě ne teď. Naše současná zabezpečení jsou podobná jako mají jiná zařízení tohoto typu.“

3) Může pokročilý implantát způsobit „přetížení smyslů“ nebo dokonce fyzicky poškodit mozek tím, že ho „přestimuluje“?

SZ: „Je mnoho věcí, které zatím nevíme. Každopádně bude možné zařízení kdykoliv vypnout. Rozhraní v režimu zápisu v mozku indukuje elektrický proud na opravdu velmi malých úrovních. Přestimulování mozku může vést až k záchvatům. Tomu chceme samozřejmě předejít. Pokud jde o přetížení smyslů, je zde hypotéza, že rozhraní otevře možnosti pro zcela novou, mnohem bohatší, formu bezprostřední komunikace mezi jeho uživateli. Není ale jasné, jak by to přesně mělo vypadat.“

4) Pomáhá vám nějak výzkum neinvazivních rozhraní?

SZ: „Upřímně řečeno prakticky vůbec. Nejde o to, že by neinvazivní rozhraní nebyla užitečná pro poznání mozku, ale hodí se jen pro výzkum některých jeho celostních vlastností. Existuje jedna dost trefná analogie s fotbalovým stadionem při zápase. Sedíte-li někde za branami stadionu, můžete slyšet celé tribuny zpívající chorály a hlasitě reagující na góly nebo jiné situace v zápase. Pokud sedíte přímo na stadionu, ale v poslední řadě, slyšíte trochu více, například lidi kolem sebe nebo některé hlasitější fanoušky z davu. Pokud však chcete slyšet, co říká trenér, hráči nebo rozhodčí, musíte až na hrací plochu. V této analogii jsou neinvazivní zařízení používající například EEG (elektroencefalografii) za branami stadionu, ECoG (elektrokortikografie) nebo fMRI (funkční magnetická rezonance) jsou ekvivalentem míst v poslední řadě, kdežto elektrody Neuralinku jsou přímo na hrací ploše.“

Zleva: EEG, ECoG, fMRI

5) Můžete říct něco více o dlouhodobých cílech Neuralinku?

SZ: „Mně osobně jde o to, aby se umělá inteligence rozvinula nejlepším možným způsobem. Neuralink je jedním z nějakých padesáti možných nástrojů, které můžou pomoci tomu, aby soužití lidí s umělou inteligencí dopadlo co nejlépe. Jiným příkladem je třeba demokratizace umělé inteligence, o což se snaží OpenAI. Neuralink chce zajistit, abychom s umělou inteligencí udrželi krok a nezůstali někde daleko vzadu. Obecně se prostě snažíme zvýšit pravděpodobnost, že budoucnost bude skvělá.“




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
5 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
Rozenkranc

Děkujeme. Jako vždy super článek, pane Švancaro, byť třeba tentokráte nikoli Váš původní, které bývají skvělé.

Premek

Opět skvělý článek! Moc dobře napsané 👍 Dík

Vladimir Todt

Bude něco k TeslaBotovi, který by dle prvotního popisu měl konkurovat Atlasu od Boston Dynamics (neprodává se) respektive Spotu (prodává se a SpaceX využívá)? Evidentně chtějí mít vlastní roboty.

😀 😀
https://www.youtube.com/watch?v=AyenRCJ_4Ww

Petr Melechin

Asi o tom budou příští Elonovinky.