Tecnologías

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Neurocientíficos estudian la comunicación de humanos con otros agentes inteligentes en el campo de batalla

El campo de batalla del futuro será complejo, con masas de datos moviéndose rápidamente entre los comandantes, centros de operaciones y combatientes. En este entorno multifacético, los investigadores del Ejército y sus socios están buscando soluciones.

El U.S. Army Research Laboratory  se alió en 2010 con universidades y la industria para permitir “avances revolucionarios” en la tecnología de los sistemas de los soldados, fusionando la neurociencia, la psicología, la ingeniería y los factores humanos para ofrecer esas soluciones.

“Los humanos, simplemente, no pueden procesar la cantidad de información potencialmente disponible”, dijo el Dr. Jonathan Touryan, gerente de la alianza y neurocientífico del Human Research and Engineering Directorate. “Sin embargo, estos seres siguen siendo incomparables en su capacidad de adaptación a situaciones complejas y dinámicas, como el entorno de un campo de batalla. Necesitamos mayor capacidad para poder estimar y predecir la variabilidad humana, el comportamiento y la intención en diferentes contextos”.

Touryan dijo que los investigadores están trabajando en nuevas tecnologías, que permitirán una integración más fluida con agentes inteligentes, que aprovechen la inteligencia artificial y el aprendizaje automático.

“En teoría, los agentes inteligentes tendrán un poder computacional paralelo mucho mayor que el de los humanos”, dijo. “Al desarrollar los principios de integración de los agentes humanos, esperamos acentuar las fortalezas de ambos y al mismo tiempo mitigar las debilidades individuales”.

La alianza, que continuará sus trabajos durante dos años más, celebró recientemente una junta bienal de gestión de la investigación en la que los líderes de los laboratorios y sus socios analizaron los progresos realizados hasta la fecha y vislumbraron el camino a seguir.

“Esta Alianza está a punto de llevar lo aprendido en el campo de la neurociencia y la neurotecnología fuera del laboratorio para ponerlo en el mundo real, en contextos relevantes para el Ejército en entornos reales”, dijo Touryan.

Durante la revisión, los asistentes presenciaron demostraciones de los éxitos de la investigación, como un estudio para medir cuán efectivas pueden ser las comunicaciones en una situación de vida o muerte. Equipado con sensores que observaban el cuerpo y en particular al cerebro, un conductor y un pasajero subieron y bajaron por una autopista mientras el pasajero comunicaba información.

“Lo que nos interesa es entender si podemos observar la sincronía entre las fisiologías, la respuesta cerebral o la respuesta de la frecuencia cardiaca, entre conductor y pasajero, y usar esa sincronía para predecir si el conductor va a recordar la información que el pasajero le está diciendo una vez que el viaje haya terminado”, dijo el Dr. Jean Vettel, un neurocientífico del Ejército. “Necesitamos mayor capacidad para poder estimar y predecir la variabilidad humana, el comportamiento y la intención en diferentes contextos. Esto significa gente, individuos, ambientes y grupos”.

En el experimento también se utilizó una herramienta de visualización única desarrollada en el laboratorio. Conocida como CLIVE (Customizable Lighting Interface for the Visualization of EEGs), u ondas cerebrales, la herramienta muestra hasta dónde dos cerebros están sincronizados.

“Cuando CLIVE estaba mostrando esta sincronización a través del cerebro sabíamos, como neurocientíficos, que ciertas regiones cerebrales estaban implicadas en tareas particulares”, dijo el Dr. Javier García, un neurocientífico del Ejército. “Siempre que es amarillo significa que hay una alta sincronía en esa región cerebral en particular entre el pasajero y el conductor. Siempre que es azul, hay poca sincronía entre el pasajero y el conductor”.

Con 244 luces LED individuales, CLIVE puede representar muchos colores e intensidades.

“Uno de los desafíos es que, a menudo es muy difícil para nosotros explicar lo que está sucediendo dentro de los cerebros de las personas a otras personas que no son científicos”, dijo el Dr. David Hairston, un neurocientífico del Ejército. “Esta fue una forma creativa que se nos ocurrió para mostrar a la gente lo que realmente está pasando dentro de la cabeza de alguien cuando está haciendo diferentes tipos de actividades”.

En otra demostración, un participante con sensores de ondas cerebrales participó en una simulación por computadora, mientras los investigadores introducían distracciones externas y medían cómo reaccionaba su cerebro.

“Este es un gran desafío porque se trata de señales eléctricas muy sutiles, que pueden ser absorbidas por una serie de otros procesos, como el movimiento físico o los cambios en el entorno, por lo que hemos desarrollado tecnologías que nos permiten medir estas señales, tanto en el lado del sensor físico como a través del procesamiento de la señal”, dijo Touryan.

Como programa de investigación científica básica con muchas aplicaciones potenciales, los científicos dijeron que es un desafío saber exactamente cómo se traducirá su investigación en tecnología en el futuro Ejército.

“Dentro de la misión-espacio actual del Ejército, a medida que los sistemas autónomos se vuelven más prevalentes, va a recaer una carga cognitiva cada vez mayor sobre el soldado, a medida que se relaciona con los sistemas autónomos y mantiene la conciencia de la situación”, dijo Touryan. Cuanto mejor podamos entender cómo procesa esta información el cerebro, mejor entenderemos cómo comunicarnos con otros agentes inteligentes”.

La alianza, oficialmente conocida como Alianza Tecnológica Colaborativa de Cognición y Neuroergonomía (Cognition and Neuroergonomics Collaborative Technology Alliance), cuenta con siete organizaciones principales como miembros del consorcio y varias instituciones como subcontratistas. Son principalmente instituciones académicas como la Universidad de Florida, la Universidad de California San Diego, la Universidad de Columbia y la Universidad de Texas, San Antonio, así como socios internacionales y una serie de programas más pequeños con otras universidades y pequeñas empresas.

“La colaboración es, en mi opinión, esencial porque nuestros socios académicos tienen una amplia comprensión del problema científico – espacio, a la vez que conocimientos y recursos únicos, por lo que son excelentes socios a la hora de llevar a cabo la investigación científica básica”, dijo Touryan. “Nosotros (ARL) proporcionamos conocimientos y comprensión complementarios dentro del espacio problemático del Ejército y las brechas críticas que deben ser abordadas en nuestra investigación. Juntos podemos desarrollar planes de proyectos combinados y programas de investigación que impulsen la ciencia hacia adelante de una manera que conduzca a la transición tecnológica que será útil en los futuros sistemas de Soldier”.

Fte. Army.mil

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