ESPIRAL BERRITZAILE BAT

Ondo pentsatuz gero, adimen artifizialeko jauzi disruptiboek beti jatorri bera izan dute, gure garunak maila fisikoan eta kimikoan nola jokatzen duen eta sistema digitaletan nola modelizatzen den aztertzea. Duela urte gutxi batzuk inplementatzeko oso zaila zena (adibidez, objektuak irudietan identifikatzeko ikusmen artifizialeko ereduak edo testuinguruen berezko semantika ateratzeko gai diren lengoaia naturaleko sistemak), gaur egun edozeinen eskura dago, beste Nobel saridun batzuen ikerketei esker.

Gure ikusmen-kortexa nola portatzen den ikertu eta identifikatu zutenean, sare konboluzional eta embedding moduan erreplikatu ziren. Ordura arte, problema horiei buruzko hurbilketa guztiak ez ziren eraginkorrak eta ezta oso produktiboak ere. Hala ere, prozesu hau espiral berritzaile bat da. Patroi konplexuak modelizatzeko sistemetan egin diren aurrerapenak, neurokonputazioaren inguruko ikerketak aurreratzea ahalbideratu du, eta horren ondorioz, deep learningeko modeloak, orain arte imajinatu ere ezin genituen aplikazioak lortzen ari dira neurokonputazioaren ingurune honetan.

LEKUTIK MUGITU GABE EDOZER MUGITZEKO GAITASUNA

Datozen urteetan negozio gehien mugituko duen arloetako arlo bat Brain Computer Interface dugu, hau da, gure pentsamenduak baliatuz, sistema digitalekin (ordenagailu, makina, robot, dron…) elkarreragiteko gaitasuna. Dagoeneko baditugu gure garunaren eragin elektromagnetikoak erregistratzeko gauza diren hamaikatxo gailu (diademak, soinu aurikularren antzekoak, ez dira batere inbaditzaileak), eta seinale horien ondorioz, adimen artifiziala erabilita, robot bat mugitzeko, prozesu bat aurrera eramateko, exoeskeletoen motrizitate mugimenduak errazteko edota ingurune birtual eta simulazioetan teklatua, joysticka edo sagua atzean uzteko gauza gara.

Begien bistakoa da errealitate birtualaren antzeko teknologiak, roboten urritiko eragiketak hobetzeko ahalmen izugarria duela. Hala ere, ekipo eta sistemak erabiltzeko modu tradizionala (bai teklatu bidez edo komando bidez), ez da batere eraginkorra. Izan ere, bereziki ingurugiro kritikoetan, teknikoen arreta desbideratzen du modu honek, arazoa konpontzeko zailtasunak eraginda. BCI teknologiak eta errealitate birtualak, operatzailea bere lan eremu birtualera eraman dezakete, non modu intuitibo eta zuzen (garun-makina) batetan, robotak erabil ditzakete gero errealitatean hori bera egiteko.

EEG KASKOAK ETA BCI SISTEMAK, ASMOA (MENTALA) DA KONTUA

Duela denbora gutxitik, Ibermática, Deustuko Unibertsitatea eta Virtualware-rekin batera, errealitate birtualean oinarritutako sistema bat garatzen aritu da. Sistema honek, EEG kaskoen bitartez, tekniko industrialak robotekin batzen dituzte ingurune birtual batean. Honek, operatzaileei kontrol mentalaren boterea ematen diete, kanpoko mandorik gabe, soilik garunaren erabilerarekin. Prozesua bisualki erreparatzen joan daitezke bien bitartean. Argi dago baita, testuinguru honetan, ekoizle handiek (Meta, Intel edota Microsoft) teknologia hori (BCI sistemak) bideo jokoetarako erabiltzen ari direla. “Kinect” ospetsua abiarazi zenean egon zen antzeko iraultza bat datorrela dirudi.

Neurokonputazio kaskoen erabilera ez da soilik sistemen maneiuan edo ingurugiro digitaletan geratzen. Ematen zaion beste erabilera orokor bat, erabiltzaileen pertzepzioak batzea da. EEG seinaleen bidez, erabiltzaileari ikusten ari dena gustuko duen edo ez, inguru birtualean eroso dagoen, estresik badu, ezertarako gogorik ez badu edo ingurugiro zehatzetan nolako erantzuna emango zuen jakin dezakegu.

Puntako ikerketa batzuk, pentsamenduak irudietara “itzultzea” ere ahalbideratzen dute. Horrela, erabiltzailea une horretan pentsatzen ari dena “ikusi” dezakegu. Begien bistakoa da funtzio hori izugarri boteretsua izan daitekeela metabertsoan aplikatuz gero. Momentuan jakitea erabiltzaileari zure produktua, logotipoa edo ingurugiroa gustatzen bazaio edo ez, neuromarketinaren, hain berria ez den marketin mota berri baten, oinarria da. Orain dela gutxi argitaratutako lan batean aipatzen dugun bezala, adibidez, ea kontsumitzaileei azukrea elikagai osasuntsuagoengatik ordezkatzen duten produktuak gustatzen zaizkien ala ez jakin dezakegu, produktu horiek dastatzen dituztenean garunaren duen eragina neurtuz. Kontsumitzaileen asebetetze-inkestak gezurrak esan ditzakete, garunak ordea, ez.

SISTEMEI LAGUNTZEKO ENTRENATZAILE PERTSONALA

Badago, ordea, beste arazo bat konpontzeko beharra: modeloen unibertsalizazioa. Ahotsa testuetara pasatzen hasi zirenean, “ASR” sistemak hogei minutuz trebatu beharra zegoen makinak gure hitz egiteko modua egoki har zezan (gaur egungo sare konboluzionalekin, Siri, Alexa edota gure mugikorren transkripzioarekin, hau jada ez da beharrezkoa). BCI sistemekin, gauza bera gertatzen ari da. Sistema hauek, zehatzak izan daitezen, entrenamendu txiki eta pertsonalizatu baten beharretan daude (15 minutukoa). Ahotsa bezala, garunaren patroiak ere aldatu egiten dira pertsonatik pertsonara, eta hauek, ahotsa baino are konplexuagoak dira. Izan ere, kanal neuronalek frekuentzia-espektro konplexuagoa izateaz gain, kanal ezberdinetan paraleloki eta interkonektaturik funtzionatzen duen sistema bat da.

Enpresa internazionalak lehia batean daude arazo honi soluzioa bilatzeko, izan ere, lortzen duen lehenak, unibertsalitate horren esklusibotasuna izango du EEG modelatuan metabertsoa bezalako ingurune batean. Ibermática-ren Berritzaile Institutuan (i3B), etorkizun luzeko bi adar lantzen ari dira. Lehenean, enpresa eta zientzia komunitatea, jende gehiena batzen den horretan, adimen artifizial aurreratua erabiltzen ari dira modelo matematiko bat lortzeko. Modelo honen helburua da seinale-sare konplexu hau modelizatzeko gai izatea, erabiltzailea edozein dela ere.

Honek, “embeddings” edo “primitibo” batzuk sortuko ditu, eta Lego piezak izango balira bezala, elkarren ondoan jarrita, edozein EEG seinale berreraikitzeko gauza izango da oso modu zehatzean. Seinalearen berezitasunak kanpoan utziko ditu, baina bere helburua (asmoa, pentsamendua, mugikortasuna, arreta, jarraipena, zaporea, etab.) mantenduko du.

Bigarren adarra, ordea, askoz erakargarriagoa da. Badira urte batzuk neuronen jokabidea ez dela soilik jokabide mekaniko klasikoa ikasi genuenetik. Sodio eta potasio ponpen eragina neuronen zelula-mintzen egoeran oinarritzen den portaera molekularrean ere oinarritzen da. Ingurune honekin lotuta, badago diziplina bat adimen artifizialaren barruan etorkizun oparoa duela dirudiena: konputazio neuromorfikoa eta spiking sare ospetsuak. Baina, neuronen jokabidea, klasikotik haratago badoa, hau da, partikula ezberdinen arteko interakzioan oinarritzen bada, unibertsalizazioari soluzioa aurki diezaiokegula pentsatzeak zentzuzkoa dirudi. Horrez gain, garunaren biki digitalen eraikuntzaren erronkak ere gaindituko lituzke honek. Izan ere, konputazio neuromorfikoa erabilita, gai izango ginateke aurretik aipatutako partikula horien arteko elkarreragina modu oso zehatz batean modelizatzeko eta portaera horiek garuneko beste talde batzuetara eramateko.

APLIKAGARRITASUNA ETA POTENTZIALA

Konponbide hori era askotan aplika daiteke: alzheimerra edo ictusa bezalako garunaren patologiak simulatu ahalko genituzke, “in-silice” garuneko tumoreen bilakaera aztertu ahalko genuke, eta, noski, metabertsoa bezalako ingurune birtualetan gure erabiltzaileen jokabidea simulatu ahalko genuke. Simulazio mota horiek era natural, eraginkor eta zuzen batean aurrera eramatea ahalbidetzen duen teknologia benetakoa da gaur egun, eta horri, konputazio kuantiko deritzo.

Orain arte, ez genuen ulertzen nola zen garuna gai, bere egitura naturalarekin, hainbeste informazio prozesatzeko hain denbora gutxian eta hain abiadura geldoan (gaur egungo prozesadore digitalek askoz bizkorrago lan egiten dute). Garuna guztiz paraleloa da, eta elkarren artean loturik dauden (10.000 konexio baino gehiago neuronako) elementu prozesadore asko ditu (1012 neurona inguru). Hala ere, prozesatzeko denbora luzea behar dute, milisegundoak, alegia. Gainera, badaude organismo zelulabakar batzuk (Paramecium Protozooa, adibidez), sinapsirik egin gabe igeri egin, jatekoa bilatu, erlazionatu, ikasi eta gogoratzen dakitenak. Orduan, nola eman daiteke arrazoiketarik eta hain denbora laburrean?

Duela gutxi aurkitu da, sinapsiaz eta egitura neuronalez gain, mikrotubo izeneko egitura batzuk daudela, protozooen eta are sinapsi neuronalaren portaera zelularra erregulatzen dutenak. Hau da, neurona bakoitzak mikrotubular formako egitura bat du, polimero automihiztatuz osatua, tubulina proteinaren arabera, sareta hexagonalak dituzten zilindroak osatuz, non Fibonacciren seriearen araberako harizpi parekatuak gurutzatzen diren, simetria helikoidalean.

Sistema horiek “automata molekular” bilakatzen dira, eta hauek, seinaleen oszilazioak baimentzen dituzte, 1015 eragiketa segundoko neurona bakoitzean. Hau, garun-sinapsiaren eta hamabost kubit dituzten ordenagailu kuantiko baten antzekoa da.

Ibermátican, hamabost kubit baino gehiagoko ordenagailu kuantikoak ditugu eskura, hori dela eta, estrategia honi ekiteko prest gaude. Horrez gain, Enrique Solanorekin lan egiteko zortea daukagu, konputazio kuantikoan aitzindari denarekin. Berarekin batera, EEG kaskoak ordenagailu kuantikoetara konektatzen aritu gara, eta gure helburua, unibertsalizazio eredua aurkitzeaz gain, simulazio molekularrean, ingurune kuantiko batean, garunaren jokabidea simulatzea, zuzenean (beti da errazagoa oszilazio kuantiko bat partikula kuantiko batekin simulatzea partikula klasiko batekin baino), gainjartzea (prozesatu beharreko informazio-bolumena) eta kolapso kuantikoa (subjektibotasuna informazio-ingurune masibo batean aplikatzea) aprobetxatuz. Zirraragarria.

EGUNEROKOTASUN ERREALISTA-FUTURISTA BAT

Ondorioz, esan dezaket oso proiektu aurreratuak eta indartsuak egiten ari direla neurokonputazioaren inguruan, eta hauek gertutik jarraitzea gomendatzen dut. Horren adibide dira Human Brain Project (europarra), Blue Project edota European Brain Research Area, eta hauei esker, garunaren jokabideari buruz informazio ugari biltzen ari gara. Horretaz gain, aurkikuntza hauek adimen artifizialaren ingurunera estrapolatzea ahalbidetzen dute ikerketa hauek, eta lehen aldiz historia guztian zehar, eraginkorragoak diren paziente birtualen (metabertso kliniko bat) eraikuntzan aurrerapenak egiten ari dira.

Trinomio hori (neurokonputazioa, adimen artifiziala eta quantum) teknologia berriez lagunduta (konputazio kuantikoak, adibidez) hurrengo urteetan gure egunerokotasunerako garrantzitsuak izango diren pertsonalizazio kliniko eta konputazio interfaze berrietarako prozesuak arintzen ari da. 3D simulazioan sortzen diren garunaren emulazioek (maila globalean, molekularrean eta neuronalean), hainbat patologiaren diagnostikoa egiteaz gain, hauen tratamenduaren hobekuntza bat ere suposatzen dute. Patologia hauen adibideak ictusa, tumoreak, esklerosi anizkoitza edota alzheimerra izan daitezke. Horiek baloratzea eta beraien bilakaera aurreikustea ahalbidetzen dute, modu pertsonalizatuan.

Pentsa dezakegu teknologia hori etorkizuneko gauza dela, hala ere, artearen egoerak oinarrizko ikerketatik hasi eta dagoeneko txertatuta dauden adimen artifizialaren prozesuak dituzten hardware sistemen komertzializaziora arte hartzen du. Oso aurreraturik dagoen neurokonputazioaren aro berria bideratzeko benetako aukera dugu, eta horrek, adimen artifizialeko eredu berriak sortzea ahalbidetuko du. Honek, era berean, BCI sistema kuantikoen inguruko industria garatzea ekarriko du.

BCI (garun-konputagailu interfazea) sistemen merkatu globalaren tamaina 1,5 bilioi dolarretan balioetsi zen 2021ean, eta hurrengo urteetan %17,16ko urteko hazkunde-tasa konposaturaino igotzea aurreikusten da. Oso aukera ona da maila nazionalean, nazioartean etorkizun asko duen industria honen liderrak izatea, eta, sareindustriala eta merkatua sortzeko aukera aprobetxatzea.

Horretarako, ezinbestekoa da diziplina anitzeko hainbat talentu batzea, hala nola datu-zientzialariak, ingeniaritza eta konputazio kuantikoko zientzialariak eta neurozientzian adituak diren pertsonak, eta administrazioek, enpresek, unibertsitateek eta zentro teknologikoek nazio mailako proiektu eta lan bateratuen lankidetza-inguruneak bultzatu beharko lituzkete.