Nuo Neuralink iki gamyklos grindų — kodėl inžinieriai turėtų pergalvoti BCI
Elono Musko pranešimas, kad Neuralink pereina prie masinės gamybos, buvo plačiai interpretuojamas kaip medicinos ar vartotojų technologijų proveržis. Iš tiesų, tiems iš mūsų, kurie dirba pramoninės automatizacijos srityje, šis signalas rodo kažką daug labiau trikdančio: fundamentalią žmogaus ir mašinų ryšio atnaujinimą.
Tikroji smegenų-kompiuterio sąsajų (BCI) reikšmė nėra „minčių valdymas“ ar mokslinės fantastikos implantai. Tai yra pralaidumas. Pirmą kartą žmogaus pažinimas gali tapti matuojamu, realaus laiko signalu pramoninėse valdymo sistemose.
IoT kamštis, kurio niekas nenori pripažinti — žmonės
Per pastaruosius dvidešimt metų Pramoninis daiktų internetas (IIoT) sujungė variklius, vožtuvus, pavaras, jutiklius ir visas gamybos linijas. Mašinos dabar bendrauja mikrosekundėmis. Žmonės vis dar įstrigę sekundėse.
Klaviatūros, HMI, jutikliniai ekranai ir balso komandos yra visos mažos pralaidumo sąsajos. Šis neatitikimas tyliai tapo didžiausiu našumo kamščiu šiuolaikinėse automatizavimo sistemose. Nesvarbu, kaip greitai veiktų PLC, DCS ar krašto DI, žmogaus sprendimų ciklas lieka lėtas.
BCI turėtų būti suprantama kaip didelės pralaidumo žmogaus sąsaja, o ne medicininė įdomybė.
Žmonės kaip „Biologiniai krašto mazgai“ pramoninėse sistemose
Reikšmingas poslinkis įvyksta, kai nustojame žmones laikyti išoriniais operatoriais ir pradedame juos traktuoti kaip biologinius krašto mazgus.
Ateities IIoT architektūroje, papildytoje smegenų stebėsena, žmogaus smegenys nebėra už valdymo ciklo ribų. Pažintinė būsena, dėmesio lygis, nuovargis ir stresas tampa tiesioginiais kintamaisiais automatizacijos algoritme.
Tai leidžia pažintinę adaptacinę automatiką:
-
Gamybos greitis prisitaiko prie operatoriaus pažintinės apkrovos
-
Signalizacijos strategijos supaprastėja, kai aptinkamas protinis perkrovimas
-
Saugumo sistemos įsikiša prieš žmogaus klaidai tampant matomai
Tai nėra apie darbuotojų pakeitimą. Tai apie sistemų kūrimą, kurios pagaliau juos supranta.
Pramoninis saugumas žengia į naują dimensiją
Pramoninis saugumas visada buvo asimetrinis. Galime matuoti vibracijas mikronų tikslumu, temperatūrą laipsnių dalimis ir įtampos šuolius nanosekundėmis – tačiau žmogaus būklė liko nematoma.
BCI pagrįstas jutimas užpildo šią akląją zoną.
Kai pažintinis perkrovimas ar didelis nuovargis tampa aptinkami realiu laiku, saugumo sistemos gali veikti prieš įvykiams. Tai ypač svarbu tokiose pramonės šakose kaip elektros gamyba, chemija, kasyba ir sunki gamyba, kur žmogaus klaidos išlieka pagrindine incidentų priežastimi.
Inžineriniu požiūriu tai gali būti viena vertingiausių saugumo atnaujinimų nuo funkcinių saugumo standartų atsiradimo.
Robotikos ilgųjų uodegų problema – kur žmonės vis dar laimi
Dabartinė įkūnyta intelektas ir humanoidiniai robotai puikiai atlieka standartizuotas užduotis. Tačiau tikros pramoninės aplinkos pilnos „ilgųjų uodegų“ scenarijų:
-
Nereguliarūs komponentai
-
Korozijos paveikti tvirtinimo elementai
-
Chaotiškos statybvietės
-
Skubios remonto darbai spaudimo sąlygomis
Mokyti DI spręsti kiekvieną išimtinį atvejį ekonomiškai nerealu.
BCI leidžia hibridinį modelį: veikimą pagal ketinimą. Žmonės prisideda aukšto lygio ketinimu ir intuicija; mašinos atlieka tikslumą ir vykdymą. Šis darbo pasidalijimas nėra kompromisas – tai optimalus sistemos dizainas.
Kodėl invaziniai BCI yra aklavietė pramonei
Nors visiškai invaziniai BCI gali būti sėkmingi klinikinėse taikymuose, jie iš esmės nesuderinami su pramonės realijomis.
Gamyklos niekada nereikalaus, kad darbuotojai atliktų operaciją, kad galėtų dirbti. Iš etikos, mastelio, priežiūros ir reguliavimo perspektyvų invaziniai ir pusiau invaziniai metodai IIoT yra nepriimtini.
Pramonės pritaikymo reikalavimai:
-
Nėra chirurgijos
-
Greitas diegimas
-
Šalmo lygio formos faktoriai
-
Aukšta elektromagnetinė imunitetas
Viskas kitas nėra inžinerija – tai norų išpildymas.
Tikroji galimybė – optinis ir magnetinis smegenų jutimas
Perspektyviausias pramoninis BCI kelias yra nekontaktinis jutimas, o ne elektrodai.
Išsiskiria dvi technologijos:
fNIRS (funkcinė artimojo infraraudonojo spektroskopija)
Idealūs nuovargio, dėmesio ir psichinės apkrovos stebėjimui. Natūraliai atsparūs elektromagnetiniams trikdžiams ir puikiai tinkantys gamyklų aplinkai.
OPM (optiniai pumpuojami magnetometrai)
Kvantinis jutiklis, galintis aptikti neuroninius magnetinius laukus. Nors dar ankstyvoje stadijoje, jis turi ilgalaikį potencialą greitam, neinvaziniam ketinimų atpažinimui.
Integruotos į apsaugines šalmus, šios technologijos galėtų tapti „Type-C sąsaja“ smegenų-kompiuterio pramoniniame internete.
Mano inžinerinė perspektyva – BCI yra valdymo sistemos atnaujinimas
Iš automatizacijos inžinieriaus perspektyvos BCI nėra futuristinė fantazija. Tai paskutinio atviro ciklo uždarymas pramonės valdymo sistemose.
Mes jau optimizuojame mašinas, procesus ir energiją. Kitas optimizavimo tikslas – žmogaus ir mašinos suderinamumas.
Ateities fabrikai nebus visiškai be žmonių. Jie bus žmonėms pritaikytos sistemos, kuriose mašinos pagaliau prisitaiko prie žmonių, o ne atvirkščiai.
Išvada — „Ketinių interneto“ iškilimas
BCI masinė gamyba gali žymėti IoT perėjimą nuo šalto įrenginių tinklo į Ketinių internetą, kur žmogaus suvokimas, intuicija ir pažinimas yra pirmos klasės duomenų šaltiniai.
Pramoninės automatizacijos specialistams žinia aiški: neuromokslas tampa pagrindine inžinerijos disciplina. O galingiausias procesorius ateities pramoniniame tinkle vis dar svers apie 1,4 kilogramo ir suvartos tik 20 vatų – žmogaus smegenys.
