מוח במקום עכבר: הפיתוחים שיודעים לתרגם מחשבות לפעולות במחשב

המקלדת המודרנית שמחוברת אל כל מחשב נמצאת איתנו עוד מהמאה ה-19, והעבודה הצמודה עם העכבר כבר הפכה אותו לחלק אינטגרלי מיד ימין. בשנים האחרונות התקדמנו אל ממשק המשתמש הטבעי (Natural User Interface או NUI): השקת האייפון לפני קרוב לארבע שנים הפכה את מסכי המגע לאמצעי הקלט הפופולרי בסמארטפונים, והשקת קינקט של מיקרוסופט בשלהי 2010 לימדה את כולנו שגם נפנוף יד הוא דרך לגיטימית לשלוט במשחק. אבל העתיד האמיתי של הפעלת המחשב טמון כנראה בצורת השליטה שלא דורשת שום ממשק, פרט לשכל חד.

שליטה במחשב באמצעות המחשבה בלבד היתה במשך שנים רבות תחום שבו התעסקו בעיקר מדענים וסופרי מדע בדיוני, ואולם בימים אלו מגיעה הטכנולוגיה הזו גם אל עולם המחשוב הביתי. ניסויים ראשונים בתחום החלו עוד בסוף שנות השישים, וכבר אז הודגם איך יכולים קופים לשלוט בזרוע רובוטית, או להניע סמן על המסך בסיוע חיישנים שהושתלו במוחם וסרקו את גלי המוח שלהם. לאורך השנים פותחו טכנולוגיות פולשניות שבמסגרתן הותקנו חיישנים בתוך המוח, כדי לסייע לכבדי ראייה לשפר את ראייתם, או לסובלים משיתוק לתקשר עם העולם החיצון.

התקדמות הטכנולוגיה הביאה גם לפיתוח חיישנים לא פולשניים, אולם אלו נזקקו לרוב לג'ל מוליך ופעלו בצורה מיטבית רק בתנאי המעבדה. כדי שממשקי שליטה באמצעות המחשבה יזכו להצלחה גם בתחום הצרכני, נדרש פיתוח חיישנים יבשים שיכולים לפעול בסביבה הביתית, ובשנים האחרונות קמו כמה וכמה חברות שמציעות פתרונות כאלו בדיוק.

משחק באמצעות קינקט. שליטה באמצעות תנועות? זאת רק ההתחלה | צילום: יאיר שגיא

הטוויסט הישראלי

החברה הבולטת ביותר בתחום היא Emotiv האוסטרלית, שנוסדה ב־2003 על ידי צוות משותף של מדענים ויזמים, ובראשם הפרופ' אלן סניידר, ראש המרכז לחקר המחשבה באוניברסיטת סידני. החברה פיתחה סורק גלי מוח חיצוני (EEG) בן 14 חיישנים (בסורק EEG רפואי סטנדרטי יש 19 חיישנים) המתלבש על הראש כמו קסדה, וכיום היא משווקת ומייצרת אותו. לצד הקסדה מספקת החברה פלטפורמת פיתוח, המאפשרת להקליט מאפייני מחשבה ספציפיים ולתרגם אותם לפעולות שונות.

פלטפורמה זו מאפשרת למפתחים חיצוניים ליצור יישומים שונים אשר משתמשים ביכולות הקסדה: החל מביצוע פעולות שונות במשחקים, עבור בשליטה בכיסא גלגלים וכלה בשליטה במכונית (גם אם בצורה לא אמינה). אבל אחד הפיתוחים המעניינים והחשובים של הקסדה של Emotiv הוא דווקא הבסיסי שבהם: ביצוע פעולות שונות במערכת ההפעלה.

לפיתוח זה אחראים שלושה עובדי הייטק מישראל, שיצרו אותו כחלק מפרויקט גמר באוניברסיטת בן-גוריון בנגב: אורי אוסמי שכיום עובד במיקרוסופט, אריאל רוזן שעובד בקונדואיט, ואופיר תם שכיום נמצא בצ'ק פוינט. "בשביל אנשים בעלי מוגבלויות שלא יכולים להשתמש במקלדת ועכבר, מדובר בפתרון הרבה יותר מהיר ומדויק מפתרונות אחרים שיש, כמו שליטה באמצעות מצמוץ", אומר אוסמי.

הממשק שפיתחו השלושה בנוי על שלוש פעולות בסיסיות: ימינה, בחירה ואחורה. בשלב הראשון צריך להקליט את הפעולות האלו, כלומר לשייכן להליכי מחשבה מסוימים. כדי לעשות זאת יש לחבוש את הקסדה ולהקליט כל פעולה בנפרד: אפשר פשוט לחשוב על אותה פעולה, אבל לפעמים קל יותר לשייך לכל פעולה תמונה ויזואלית מסוימת שעליה יחשוב המשתמש בכל פעם שהוא רוצה לבצע פעולה זו, למשל לשייך מחשבה על דארת' ויידר לביצוע פעולת "ימינה". אפשר להגיע לתוצאות בתוך כמה דקות, אך שימוש מוצלח דורש תרגול וניסיון.

מימין: אורי אוסמי, אופיר תם ואריאל רוזן. לשלוט בעזרת שלוש פעולות בלבד | צילום: אריאל בשור

לאחר שהוקלטו הפעולות, אפשר לשלוט בממשק אשר בנוי על קבוצות של פעולות. לצורך הקלדה למשל, תחילה יש לבחור מהתפריט הראשי (שורת לשוניות בתחתית מערכת ההפעלה) את פונקציית המקלדת. הדבר נעשה על ידי חשיבה "ימינה" עד שהסמן מגיע ללשונית המבוקשת, ואז חשיבה על "בחירה". לאחר מכן יוצגו אותיות המקלדת כשהן מחולקות לקבוצות של חמש. באותו תהליך יש לבחור בקבוצה המבוקשת ולאחר מכן באות המבוקשת. עם תרגול וניסיון, ניתן להקליד אות מדי חמש שניות בערך.

"זה לא משהו שיחליף לגמרי מקלדת ועכבר, זה ממשק הרבה יותר אטי", מסביר רוזן. "ברור שלוקח זמן להתרגל וצריך לדעת איך לעשות את הפעולות, אבל זה ידע נרכש, ומרגע שזה עובד זה יותר מדויק מפיתוחים שעוקבים אחר העין או תנועות פנים - ואלה דברים שבדקנו במסגרת הפיתוח שלנו".

תם: "בסופו של דבר זה משהו חיצוני. יש ניסויים שבמסגרתם הוחדרו חיישנים לגזע המוח, ואז התאפשרה שליטה בעכבר באופן רציף ורגיל. חיצונית, לא מצאו שיטה לאפשר שליטה רחבה יותר וזה לא אפשרי בטכנולוגיה הקיימת. כדי שזה יהיה מדויק היינו צריכים לבנות ממשק שמתבסס על תנועה לא רציפה. הפתרון שבחרנו אמנם יותר אטי, אבל הוא מדויק וזה פתרון די טוב".

משחקי מחשבה

את הקסדה של Emotiv ניתן לרכוש בכ-300 דולר, כאשר מחיר קסדה עם כלי פיתוח למפתחים יכול להגיע ל-2,000 דולר. הפתרון של שלושת הסטודנטים מיועד בעיקר לאוכלוסיות עם מוגבלויות, אבל חברות אחרות בשוק כבר מציעות פתרונות שזמינים ומיועדים לשוק הצרכני. אחת הבולטות שבהן היא NeuroSky.

חברה זו מייצרת קסדה בת חיישן אחד שמאפשרת מספר מוגבל של יישומים, אבל היא פשוטה יותר לשימוש וללימוד. "לקחנו טכנולוגיה קיימת והנדסנו אותה מהיסוד כדי שתהיה זולה יותר וידידותית למשתמש", סיפרה טנזי ברוק, דוברת החברה, על הליך הפיתוח. "פיתחנו חיישן יבש שלא צריך ג'ל מוליך כדי לעבוד, וטכנולוגיית ביטול רעש, כי גל מוח הוא האות החשמלי החלש ביותר בגוף ויש הרבה הפרעות מדברים כמו תנועת שרירים או אפילו תאורה בחדר".

קסדת חשיבה. המפתחים כבר יוצרים אפליקציות

הטכנולוגיה של החברה פועלת לאיתור דפוסים מסוימים של גלי מוח שזהים אצל כל האנשים. "המערכת יכולה לזהות שני מצבי חשיבה: תשומת לב או התרכזות, ומדיטציה או רגיעה", מסבירה ברוק. "באמצעות זיהוי מצבי חשיבה אלו ניתן לבצע פעולות שונות במשחקים פשוטים. למשל, משחק MindSet של חברת מאטל.

"במשחק החיישן מתקשר עם יחידת בסיס ובה מאוורר. ככל שמתרכזים יותר, המאוורר פועל מהר יותר ומרים כדור שצריך לנווט במסלול מכשולים. שותפה אחרת שלנו, מפתחת המשחקים Square Enux, יצרה משחק בשם Judecca שבו נלחמים בשדים במציאות חלופית, אבל כדי לראות את השדים צריך להתרכז".

לאחרונה השיקה החברה גם כלי פיתוח וחנות אפליקציות, שמאפשרים למפתחים עצמאיים ליצור משחקים ויישומים אחרים המבוססים על הטכנולוגיה שלה. כמה עשרות מפתחים עצמאיים כבר נרתמו ויצרו יישומים מעניינים. למשל: משחק שבו צריך להתרכז כדי לפוצץ בלונים, או סרט מאפיונרים אינטראקטיבי הדורש התרכזות בנקודות מסוימות כדי לקדם את העלילה.

שימוש חופשי בחלונות

קסדה נוספת שמפתחת חברת BCInet כוללת שלושה חיישנים, ונוקטת שיטה אחרת שדומה יותר לזו שבה עושה שימוש המערכת של Emotiv - במקום ניסיון לאתר דפוסי חשיבה רגילים, למידה ואיתור של דפוסי חשיבה ייחודיים. המערכת מתבססת גם על הבעות פנים ותנועות עיניים כדי לנתח את כוונת המשתמש.

"המערכת שלנו מתבססת על שימוש בפידבק, מראה למשתמש מה הוא משיג באמצעות מצבי מחשבה שונים, ועושה שימוש בחיזוקים חיוביים או שליליים כדי ליצור תבנית חשיבה מסוימת שיכולה להיות מורכבת מאות אחד או מכמה אותות היוצרים חתימה ייחודית", אומר מייקל שואט, סמנכ"ל פיתוח הטכנולוגיות בחברה. "גישה זו מאפשרת למשתמשים ליצור איזו פעולה שהם רוצים, על ידי כך שהם והמערכת לומדים להתאים דפוסי חשיבה שונים לפעולות שונות".

הטכנולוגיה של BCInet מתממשקת עם מערכת ההפעלה חלונות, ומאפשרת לבצע פעולות רבות בתוכנות ובמשחקים שרצים עליה. הבעיה היא שהמערכת דורשת למידה ותרגול רבים ואינה נסמכת על גלי המוח בלבד.

עם זאת, היום שבו נוכל לחבר חיישן זעיר לראש ולשלוט במחשב בלא כל מאמץ או הליך למידה עדיין רחוק. "יש עוד מכשולים שצריך להתגבר עליהם", אומרת ברוק. "העיקרי הוא הרחבת מגוון האותות שאפשר לקלוט, דבר המצריך חיישנים במקומות רבים יותר. יש חיישנים שאפשר להשתיל במוח שמאפשרים לבצע פעולות מורכבות, אבל זה לא פתרון למגזר הצרכני. צריך לפתח חיישנים שאפשר למקם במקומות שונים בראש, ושיכולים לקלוט מידע גם כשהם מונחים על שיער".

אוסמי מוסיף: "מנסים לקחת את הדברים האלו לכל מיני כיוונים - למשל כתחליף לשלט בטלוויזיה, זה יכול להיות מגניב כדי לזפזפ ולשחק עם הקול. אפשר לעשות עם זה הרבה גימיקים, אבל מבחינת שימושים מעשיים הכיוון הוא רק לעזור לאנשים שאין להם דרך אחרת להשתמש במחשב. אביזרים חיצוניים לא מגיעים לרמה של שליטה מלאה, זה רחוק מהמצב שבו אני יכול לחשוב על א' והאות תופיע לי במקלדת. זה דבר שצריך לתרגל וזה מאמץ את המוח. במקרה שלנו מדובר בשלוש פעולות, זה עוד בסדר, המוח שלך לא מתפוצץ. אם זה היה יותר, זה כנראה היה לי יותר קשה".