فهم مدى ملاءمة معالجة البيانات العصبية

إن تجهيز البيانات العصبية هو حجر الزاوية في التكنولوجيا العصبية الحديثة، مما يتيح إلقاء الضوء على الإشارات الكهربائية التي تنتجها أجهزة الدماغ والتوتر العصبي وتحليلها وتفسيرها، وهذه الإشارات، سواء كانت مسجلة عن طريق الأشعة الكهرومغناطيسية غير الغازية، أو عن طريق الوصل الكهربائي الكهربي المفرغ، أو عن طريق أجهزة الكشف عن الاختراق المغناطيسي، أو عن طريق مصادرة ثرية عن النوايا، أو عن طريق التصورات.

وتشمل خطوط تجهيز البيانات العصبية التقليدية عدة خطوات متعاقبة: اقتناء الإشارات، والتضخيم، والتصفيق، وإزالة القطع الأثرية، واستخراج السمات، والتصنيف أو التزيين؛ وكل خطوة تستحدث فائضاً في الحاسب الآلي، وغالباً ما يتجاوز التأخير التراكمي القيود الزمنية الصارمة التي تفرضها نظم التفرغ، فعلى سبيل المثال، يجب أن ينتج جهاز الاستخبارات البريطانية الذي يتحكم في الوسيلة قيادة جديدة كل بضع ثواني للحفاظ على التسلسل الهزيلي

تقليديــة

ومن الضروري فهم الاختناقات التقليدية، ومن الضروري أن تكون الإشارات العصبية مسببة للألم، أو غير ثابتة، أو عالية الأبعاد، وأن تكون معالجة الإشارات التقليدية متوقفة على سمات مصممة يدوياً - مثل قوة النطاق، أو عمليات العزل، أو معاملات التلويث - التي تتطلب اختياراً دقيقاً، وكثيراً ما تنطوي على عشرات من عمليات الفرز المكثف للعضلات.

وبعد استخراج الملامح، يصنف المصنفون مثل آلات ناقلات الدعم، أو التحليل المتباين الخطي، أو نماذج ماركوف الخفية، على أن تكون هذه النماذج، في الواقع، قادرة على تحديد حدود القرار لكل عينة قادمة أو نافذة من البيانات، كما أن خط الأنابيب بأكمله، من الإشارة الأولية إلى الناتج، يمكن أن يتجاوز بسهولة ما بين 200 و500 ثانية في البرامج التي تعمل على تجهيز الأجهزة العامة الغرض.

How AI Alleviates Latency

وتعالج الاستخبارات الفنية، ولا سيما التعلم العميق، مسألة المرونة بتصفية مراحل متعاقبة متعددة إلى نموذج واحد من النهايات إلى النهاية، بدلا من أن ترسم خصائص الحرف وتدرب بشكل مستقل أحد المصنفين، تتعلم شبكة عصبية رسم خرائط للإشارة العصبية الخام أو التي تكون في الحد الأدنى من الحالات متوقعة مباشرة إلى النواتج المنشودة، ويقضي هذا التعلم النهائي على الخطوات المتوسطة ويقلل من الرؤوس المحسوبة.

التوقيت الحقيقي للنشر مع شبكات الظواهر العصبية العميقة

وقد طبقت بنجاح شبكات الظواهر العصبية الثورية على فرز الصور المتحركة من إشارات EEG في الوقت الحقيقي، ومن خلال معالجة الملامح المتوازية للشبكة المركزية للأنباء، يمكن أن تُنتج التنبؤات في كل ثانية من المقاييس على المعدات المناسبة، كما أن الشبكات العصبية المتكررة، بما في ذلك شبكات الذاكرة القصيرة الأجل الطويلة الأجل، التي تُحدث مضبوطات في سلسلة متزامنة من المقاييس.

التعلم والشخصية التأديبيين

ومن بين النماذج الفعالة للنموذج AI8217؛ وأكبر المزايا هي القدرة على التكيف مع أنماط الأعصاب الفردية من خلال التعلم المستمر أو على الإنترنت؛ وتحتاج النظم التقليدية للتكرير المطول لجمع بيانات التدريب لكل مستخدم؛ ويمكن لنماذج " آي إي " أن تحفز التعلم من نموذج تدريبي سابق على التدريب وأن تُحسن نوعية التدريب على معايير جديدة لدورة الاستخدام(ب)(ب)

التعجيل باستخدام برامجيات البرمجيات المنخفضة

ويمكن استخدام نماذج الأشعة فوق البنفسجية في شكل نماذج متطورة للمعدات المتخصصة التي تقلل من الزمن إلى حد كبير، كما أن وحدات المعالجة بالأشعة السينية توفر مستويات عالية من التوازي في المصفوفة من حيث التعلم العميق، مما يتيح استخدام الأشعة دون المتوسطة في الشبكات المتوسطة الحجم.

درء الحاسوب ومباشرة

وهناك استراتيجية قوية أخرى للحد من المرض وهي الانتقال إلى جهاز الكشف عن السحب إلى مصدر الإشارة، وبدلاً من نقل البيانات العصبية الأولية إلى خادم سحابي أو حتى حاسوب قريب، يمكن لنماذج السحب أن تدار مباشرة على جهاز الاقتناء أو على جهاز مجهر قريب، مما يلغي التأخيرات في النقل ويقلل من متطلبات الترددات المتوسطة.

ويكمل التعلم الموحد أيضاً الحافة إلى مستوى التنفيذ، حيث يتيح تحسين النماذج عبر أجهزة متعددة دون مركزية البيانات، ويتدرب كل جهاز حافة على التسجيلات العصبية المحلية، ويقتصر على تبادل المعلومات المجهولة (الدرجات النموذجية) مع خادوم مركزي، ثم يوزع النموذج المجمّع على الأجهزة، ويضمن هذا النهج عدم ترك البيانات الفردية للجهاز، مع الامتثال لأنظمة حماية البيانات الصارمة، مع مواصلة تحسين الأداء النموذجي.

الطلبات التي تحولت إلى تطبيقات منخفضة الخطورة

Motor Neuroprosthetics and BCIs

كما أن الاتحادات المعنية بغاز الإبراهات ذات الطابع المنخفض قد أظهرت في الوقت الحقيقي تزيين الإشارات الاصطناعية إلى ذراع آلي بدرجات حرارة، حيث أن أحدثها تستخدم مزيجا من مرشحات خطية وشبكة صغيرة متكررة تقل عن 30 مادة مصورة مجهزة في وقتها.

الحرق المغلقة

وفي التطبيقات العلاجية، تعتمد نظم تحفيز الدماغ العميق المغلقة على تحليلات آنية للإمكانات الميدانية المحلية لا تؤدي إلا إلى حفز الآثار الجانبية وتصريف البطاريات، حيث يمكن للمصنفين من ذوي النواحي الوبائية أن يكتشفوا التذبذبات المرضية (مثلاً، القيام بأنشطة ذات النطاق الصلدي في اختبارات الكشف المبكر عن مرضى الاختراق) في غضون عشرين من الضبطيات(22).

وجها لوجهات الدماغ في الوقت الحقيقي للاتصال

وبالنسبة للأفراد الذين يعانون من متلازمة مقفلة، فإن شركات التأمين الصحي توفر الوسيلة الوحيدة للاتصال، أما نماذج الاتصال ذات التردد المنخفض التي تزيل الشفرة التي تحاول الكلام مباشرة من الإشارات الاصطناعية فقد انتقلت من مختبرات البحوث إلى نماذج أولية سريرية، حيث يمكن للنظم التي تستخدم الشبكات العصبية المتكررة أن تتنبأ بالهواتف أو الكلمات كما تتصور، مما يتيح معدلات اتصال شبه حقيقية تصل إلى 15 كلمة في الدقيقة الواحدة.

كشف المضبوطات والتنبؤ

ويتطلب رصد التهاب الكبد إجراء تحليل مستمر لإشارة EEG إلى الكشف عن المضبوطات أو التنبؤ بها، فالطرق التقليدية التي تعتمد على التحليلات الطيفية والعتبات غالبا ما تفتقد إلى السلائف الفرعية أو تنتج إنذارات كاذبة، ولا سيما نماذج التعلم العميقة، والشبكات العصبية المتكررة - قد حققت درجة عالية من الحساسية والحساسية أثناء العمل في الوقت الحقيقي، وتستخدم تركيبة نموذجية مجموعة من خطوط الأنابيب ذات السعة الطول المضغوطة التي تبث إشارة إلى أجهزة التأة

رصد النوم والانتعاش

ويستخدم متتبعو النوم المستهلكون بصورة متزايدة " AI " لتصنيف مراحل النوم من نظام EEG ذي القناة الواحدة أو الإشارات البصرية مجتمعة، ويعد التصنيف في الوقت الحقيقي ضرورياً لساعات الإنذار التكييفية التي تستيقظ المستخدمين أثناء النوم الخفيف، ويمكن أن يؤدي تشغيل شبكة جديدة مدمجة على أجهزة الترددات الثانية في المسارات: 8217؛ أما نظام الرصد والمراقبة فيمكن أن يكشف الانتقال بين مراحل النوم في غضون 10-30 ثانية، أي زيادة في عدد أقل من نوافذ الاختبار البصري

التحديات والنظر في المسألة

(ب) رغم التقدم الملحوظ، فإن نشر معلومات إضافية عن البيانات العصبية المنخفضة الدقة ينطوي على عدة تحديات. Data security and privacy، إذ أن الإشارات العصبية يمكن أن تكشف عن وجود دول مدركة وعاطفية.

الاتجاهات المستقبلية

(أ) مسارات المعالجة بالأشعة السينية في نقاط المعالجة العصبية إلى درجة أكبر من التكامل مع الأجهزة العصبية. Neuromphic computing - في الوقت الذي يمكن فيه لدوائر التخمين أن تخفف من حدة السلوك النابع للإصابة بمرض الأعصاب البيولوجية - الظواهر السحابية التي تتزامن مع النشاط العصبي.

فالباحثون في فريق النيورالينك قد اقترحوا أجهزة مجهزة بالكامل لا تحتوي على آلاف القنوات وفرز وزيارة الأشعة فوق البنفسجية، كما أن الباحثين الذين يُنظر في أمرهم في مرحلة التداخل بين الأشعة السينية والأشعة السينية، هم الذين يُمكنون من التكيّف السريع للآفات العالية.

خاتمة

أما المعلومات الاستخبارية الاصطناعية فهي إعادة تشكيل هيكل البيانات العصبية في الوقت الحقيقي، حيث أن الإستعاضة عن الأنابيب التقليدية المتعددة الخطوات بنماذج قابلة للتعلم من النهايات، واستعادة سرعة المعدات الحاسوبية، والتحول إلى الحافة، وقطعت المنظمة من مئات الثانية إلى ثانيات واحدة، مما يؤدي إلى زيادة الدقة في معالجة الاحتياجات الواعدة من الوصلات بين أجهزة الاستخدام والأدمغة.