Инженер по созданию нейроинтерфейсов

Инженер по созданию нейроинтерфейсов занимается разработкой части программного обеспечения, которая может взаимодействовать с нервной системой человека и управляться мозговыми сигналами («силой мысли»). Это программное обеспечение предназначено для взаимодействия с пользователем (интерфейс).

Что представляет собой нейроинтерфейс

Нейроинтерфейс - это устройство, которое может распознавать электрические сигналы мозга и передавать их специализированным компьютерным программам, которые в свою очередь отдают команды внешним устройствам. Нейроинтерфейс - это технологическое устройство и технология одновременно. Еще одно название этого устройства - интерфейс «мозг - компьютер». В более широком понимании, это система связи, предназначенная для обмена информацией между мозгом и внешними устройствами (компьютеры, нейропротезы, бытовые устройства и пр.). Прогресс в этой области открывает перед человечеством захватывающие возможности: от управления андроидами до общения с помощью силы мысли (проект Silent talk оборонного агентства DARPA).

Процесс создания нейроинтерфейсов происходит на пересечении множества научных областей, включая:

• биомедицинскую инженерию;
• нейрохирургию;
• биологию;
• электротехнику;
• информатику.

Сегодня в обиходе преимущественно однонаправленные интерфейсы, способные либо анализировать бионейросигналы от мозга, либо передавать их, что активно используется в нейропротезировании. Следующий шаг - создание двунаправленных нейроинтерфейсов, обеспечивающих взаимодействие с мозгом в обоих направлениях.

Нейроинтерфейсы не заключают в себе мистики: датчики фиксируют электрическую активность мозга, информацию из которой компьютер обрабатывает и преобразует в команды для внешних устройств.

В зависимости от типа датчиков, регистрирующих сигналы мозга, выделяют три категории нейроинтерфейсов:

• инвазивные (подразумевают внедрение электродов прямо в мозг);
• частично инвазивные (электроды устанавливаются на поверхности мозга);
• неинвазивные (электрические сигналы фиксируются при помощи специального оборудования, размещенного на коже головы).

Одна из целей, стоящих перед разработчиками, - создание доступных и недорогих нейроинтерфейсов, предназначенных для широкого круга пользователей.

Области применения

Технология "мозг-компьютер" сегодня находит применение преимущественно в двух сферах:

• в сфере здравоохранения;
• в секторе развлечений.

В медицине нейроинтерфейсы пользуются особенной популярностью. Они активно используются для неврологической диагностики. Более того, были разработаны устройства, работающие на принципе биологической обратной связи, которые способствуют восстановлению некоторых функций мозга.

Ведутся научные исследования, направленные на считывание сигналов зрительной коры больших полушарий и воспроизведение того, что видит человек. Ученые уже смогли записать образы из снов, хотя эти изображения пока довольно примитивны. Интерфейсы "мозг-компьютер" широко используются в нейропротезировании. В ситуациях, когда поврежденные нервы не могут быть восстановлены (например, при параличе), их можно заменить электродами, которые выполнят их функцию передачи электрических импульсов. Нейропротезы используются при потере слуха и зрения, а также для лечения ряда других заболеваний. Идут работы по созданию управляемых экзоскелетов и роботизированных протезов конечностей.

Другая сфера применения нейроинтерфейсов, которая быстро набирает популярность, - это компьютерные игры и виртуальная реальность.

В настоящее время активно ведется работа над созданием нейрошлемов, которые позволят напрямую управлять персонажами в онлайн-играх.

Современные модели обеспечивают возможность давать своему герою ряд простых команд, например, перемещение в пространстве, прыжки, базовые атаки и т.д. Предвидится, что эти устройства также будут откликаться на эмоции пользователя, передавая его аватару соответствующее выражение лица.

Существует ряд базовых игр, созданных специально для нейроинтерфейсов: Mindflex, MindtyAnt, Throw Trucks With Your Mind, Sport Archery Light и др. Они используют способности пользователя к произвольной концентрации и сосредоточенности или, наоборот, расслабления, что приводит к изменениям в уровне электрической активности мозга.

Нейроинтерфейсы привлекают не только медицину и компьютерную игровую индустрию. Промышленность, робототехника, производители систем "умный дом" также обращают внимание на технологию "мозг-компьютер".

Кем является разработчик нейроинтерфейсов

Разработка нейроинтерфейсов - это междисциплинарное направление, соединяющее IT, нейронную электронику, искусственный интеллект, нейрофизиологию и нейропсихологию, биоинженерию. Специалисты любой из этих областей могут стать экспертами в области проектирования нейроинтерфейсов.

Кроме создания аппаратной составляющей устройства, можно заниматься разработкой специализированного программного обеспечения или мобильных приложений.

Процесс становления специалистом в области нейроинтерфейсов

На данный момент на территории нашей страны отсутствует возможность пройти обучение по специализации «разработчик нейроинтерфейсов». Поэтому выбор образовательной программы во многом определяется желаемым профессиональным направлением. Одним из наиболее очевидных вариантов является получение биоинженерного образования. В качестве альтернатив можно рассмотреть электротехническую специальность с дополнительными знаниями в области биологии и нейрофизиологии, либо высшее образование по направлению нейробиология с углубленным изучением программирования.

Возможные варианты образовательных программ:

• Биотехнические и медицинские устройства и системы (МЭИ, МАИ);
• Биомедицинская инженерия (МИЭТ);
• Нейротехнологии и программирование (ИТМО);
• Анализ эргономики интерфейсов и перспективных технических систем (Московский политех);
• Магистерская программа «Когнитивные науки: от нейрона к познанию» (ВШЭ).

Специализированные дисциплины:

• Программирование;
• Управление сложными автоматизированными системами;
• Нейробиология и нейрофизиология;
• Создание искусственного интеллекта;
• Физика;
• Математика;
• Механика.

Ключевые профессиональные качества

• Способность работать в коллективе.
• Интерес к научным исследованиям. 
• Заглубленное системное мышление
• Готовность для работы в области, требующей междисциплинарных знаний.

Преимущества и недостатки профессии

Преимущества:

• Обещающая профессия с большой перспективой увеличения востребованности.
• Занимательная, творческая и общественно значимая работа.
• Высокий уровень заработной платы.
• Шанс сделать научные открытия.

Недостатки:

• Необходимость много экспериментировать и допускать ошибки — знания и практические наработки в области нейроинтерфейсов пока недостаточны.

Потенциальные места работы

• Компании в области биотехнологий.
• IT-корпорации.
• Организации, специализирующиеся на робототехнике.
• Компании, занимающиеся разработкой нейроинтерфейсов.
• Разработчики в области индустрии развлечений.
• Протезно-ортопедические организации.
• Научные исследовательские лаборатории.

Заработная плата разработчика нейроинтерфейсов на октябрь 2023

Данные о зарплатах предоставлены порталом hh. ru.

Москва 250000—450000₽