Η τεχνητή νοημοσύνη φαίνεται να ανοίγει έναν εντελώς νέο δρόμο στην αποκατάσταση της όρασης για ανθρώπους με σοβαρά ή μη αναστρέψιμα οπτικά προβλήματα. Ερευνητές από το EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) εργάζονται πάνω σε μοντέλα AI που θα μπορούσαν στο μέλλον να επιτρέψουν στην προσθετική, στις οπτικές προθέσεις όχι απλώς να δημιουργούν ασαφείς φωτεινές εντυπώσεις, αλλά να αναπαράγουν την αντίληψη συγκεκριμένων αντικειμένων, όπως πρόσωπα, σπίτια ή αυτοκίνητα.
Η έρευνα, που πραγματοποιείται στο Εργαστήριο NeuroAI υπό τον Martin Schrimpf, επιχειρεί να γεφυρώσει το χάσμα ανάμεσα στη βιολογική όραση και την τεχνητή διέγερση του εγκεφάλου. Στόχος είναι η δημιουργία συστημάτων που δεν περιορίζονται σε απλές φωτεινές «κουκκίδες», αλλά μπορούν να μεταφέρουν ουσιαστική οπτική πληροφορία.
Το πρόβλημα των σημερινών οπτικών προθέσεων
Οι υπάρχουσες τεχνολογίες οπτικών εμφυτευμάτων βασίζονται είτε στον αμφιβληστροειδή, είτε στο οπτικό νεύρο, είτε απευθείας στον οπτικό φλοιό. Σε περιπτώσεις όπου οι πρώτες δύο επιλογές δεν είναι εφικτές, χρησιμοποιούνται φλοιικά εμφυτεύματα που διεγείρουν τον εγκέφαλο με ηλεκτρόδια.
Ωστόσο, η τεχνολογία αυτή έχει σημαντικούς περιορισμούς. Η διέγερση περιορισμένων περιοχών του εγκεφάλου οδηγεί σε απλές οπτικές εμπειρίες, όπως λάμψεις φωτός ή βασικά γεωμετρικά σχήματα. Η αναπαράσταση σύνθετων αντικειμένων παραμένει εκτός δυνατοτήτων.
Όπως εξηγούν οι ερευνητές, το πρόβλημα δεν είναι μόνο τεχνολογικό αλλά και νευροεπιστημονικό: δεν γνωρίζουμε επαρκώς πώς να «χαρτογραφήσουμε» τις υψηλότερου επιπέδου περιοχές του εγκεφάλου που επεξεργάζονται πολύπλοκα οπτικά ερεθίσματα.
Η συμβολή της τεχνητής νοημοσύνης
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι επιστήμονες του EPFL χρησιμοποίησαν τεχνητά νευρωνικά δίκτυα και συγκεκριμένα τοπογραφικά μοντέλα AI. Τα συστήματα αυτά μπορούν να προσομοιώνουν διαφορετικά πρότυπα εγκεφαλικής διέγερσης και να προβλέπουν τα αποτελέσματά τους στην οπτική αντίληψη.
Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές μπορούν να δοκιμάζουν χιλιάδες διαφορετικούς συνδυασμούς παραμέτρων σε υπολογιστικό περιβάλλον, χωρίς να απαιτούνται χρονοβόρα και δαπανηρά πειράματα σε πραγματικούς εγκεφάλους.
Η βασική ιδέα είναι απλή αλλά ισχυρή: η AI δεν δημιουργεί απλώς εικόνες, αλλά προβλέπει πώς ο εγκέφαλος θα τις αντιληφθεί.
Πειράματα και πρώτα αποτελέσματα
Τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν στο EPFL δοκιμάστηκαν σε συνεργασία με ερευνητές στην Ολλανδία, σε πιθήκους που ήδη είχαν εμφυτεύματα για άλλες μελέτες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το σύστημα μπορούσε να προβλέψει ποια μοτίβα διέγερσης επηρεάζουν την οπτική αναγνώριση αντικειμένων.
Σε πειραματικό επίπεδο, οι επιστήμονες κατάφεραν να επηρεάσουν την αντίληψη ήδη υπαρχόντων οπτικών ερεθισμάτων, τροποποιώντας τον τρόπο που ο εγκέφαλος ερμήνευε τις εικόνες.
Ωστόσο, το επόμενο μεγάλο βήμα παραμένει πιο φιλόδοξο: η δημιουργία οπτικής εμπειρίας χωρίς καθόλου εξωτερικό οπτικό ερέθισμα.
Από τη θεωρία στην αποκατάσταση της όρασης
Ο απώτερος στόχος είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών που θα μπορούν να «γεννούν» οπτική αντίληψη από το μηδέν. Δηλαδή, να επιτρέπουν σε έναν άνθρωπο με σοβαρή απώλεια όρασης να αντιλαμβάνεται αντικείμενα χωρίς τη λειτουργία των ματιών.
Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τομέα της προσθετικής όρασης, μετατρέποντας τα σημερινά πρωτόγονα οπτικά ερεθίσματα σε σύνθετες, αναγνωρίσιμες εικόνες.
Οι ερευνητές παραδέχονται ότι η πρόοδος βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, όμως τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η κατεύθυνση είναι πολλά υποσχόμενη.
Εφαρμογές και πέρα από την όραση
Η ίδια προσέγγιση δεν περιορίζεται μόνο στην οπτική αποκατάσταση. Οι επιστήμονες εξετάζουν ήδη την εφαρμογή της σε άλλες αισθητηριακές προθέσεις, όπως τα κοχλιακά εμφυτεύματα για την ακοή.
Η ιδέα είναι παρόμοια: η τεχνητή νοημοσύνη να μπορεί να προβλέπει πώς συγκεκριμένα μοτίβα διέγερσης επηρεάζουν τη νευρωνική δραστηριότητα και να βελτιστοποιεί την εμπειρία του χρήστη.
Ένα βήμα πιο κοντά στην «ουσιαστική όραση»
Η έρευνα του EPFL δείχνει ότι η σύζευξη νευροεπιστήμης και τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους στην ιατρική τεχνολογία. Αν και η πλήρης αποκατάσταση της φυσικής όρασης παραμένει μακροπρόθεσμος στόχος, τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μετάβαση από τις απλές φωτεινές εντυπώσεις σε ουσιαστική αντίληψη αντικειμένων ίσως είναι εφικτή στο μέλλον.
Η δυνατότητα να «δει» κάποιος ξανά τον κόσμο μέσα από μια τεχνητή αλλά λειτουργική μορφή όρασης δεν ανήκει πλέον μόνο στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!