ترجمه دوم - بخش اول - فصل یازده

	هشدار: این صفحه مربوط به یک کتاب در حال گردآوری است. بدون هماهنگی مدیران به هیچ عنوان تغییری در این صفحه ایجاد نکنید. در صورتی که تغییری در این صفحه ایجاد کنید یک خرابکار محسوب می‌شوید و با شما برخورد خواهد شد

فصل 11
علم فرآیندهای زیستی فضای مجازی
معرفی:
قابل تصور است که در نزدیکی قرن آینده تکنولوژی کامپیوتر نقش مهمی را در فعالیتهای انسان در جهانی که امروزه آن را فضای مجازی می نامیم، بازی خواهد کرد.جهانی بدون سابقه ی تاریخی، با ساختاری که تقریباً مفاهیم آشنای محدودیت های فضا و زمان را که تجربه ی اصلی این هزاره بوده است، از بین می برد.
در این زمان، ورود کامپیوترها در چند دهه ی اخیر مانند آخرین مجموعه اتفاق های صنعتی (از جمله راه آهن-ها، ماشین ها و یا هواپیماها)که زندگی مدرن را شکل دادند یا به سادگی در ادامه ی انقلابی که در ارتباطات به وسیله ی تلگراف و تلفن رخ داد، در نظر گرفته می شود.
به طور قطع، چشم ها و گوش های از راه دور تلویزیون و رادیو، صداها و تصاویر مکان ها و فرهنگ های دیگر را به خانه های ما آورده است و زندگی را حتّی در دورافتاده ترین دهکده ها نیز غنی سازی نموده است. البته این نکته قابل بحث است که تمام این ها تنها به گسترده کردن دامنه ی تجارب بشری و نه به مبدل کردن آن، پرداخته است.
به نظر می رسد که انقلاب کامپیوتر متفاوت و به طور قابل ملاحظه ای از نظر اجتماعی دگرگون کننده است. کامپیوترها به طور پیشرونده ای ارزش خود را از یک ابزار پشتیبانی برای کارهای اولیه آماری، کتابخانه ای و یا زمینه های علمی به تهاجمی به زمینه های خصوصی زندگی انسان گسترش دادند تا آن جا که برای خود، دنیایی جدید خلق کردند.از افزودن ارزش به ارتباطات الکترونیکی تا تقریباً تمام زمینه های کاری انسان، حضور این شبکه را در زندگی مدرن الزامی می کند.
در واقع برای شهروندان آینده ی فضای مجازی، این دنیای مجازی از اطلاعات الکترونیکی، محیطی برای یافتن شغل پرمنفعت، تغذیه ی فرهنگی، آموزش، تفریح و حتّی مراوده ی اجتماعی خواهد شد.کامپیوترها به طور پیشرونده درحال دوباره سازی تجربه ی کنونی ما از جهان می باشند.
اینترنت:
پدیده ی تکنولوژیکی که از این انقلاب حمایت می کند، پوشش گسترده ی جهانی شبکه های ارتباطی الکترونیک می باشد به طوری که جریان اطلاعات با سرعت نور صورت می گیرد و مرزهای ملّی، زمانهای منطقه-ای و فواصل فیزیکی جزئیات بی اهمیتی تلقی می شوند.برجسته ترین نمونه ی این پدیده اینترنت است. اینترنت نمایانگر گسترش و پیشرفت پیوسته ی شبکه ی کامپیوتری است که گستردگی آن تقریباً هرساله دوبرابر می-شود و سرتاسر جهان را پوشش می دهد و تمام نیازمندی های آن به وسیله ی رسانه های انتقالی از خطوط تلفن معمولی گرفته تا ماهواره ها یا لینک های فیبر نوری، قابل دسترسی است.
اینترنت امکان توزیع اطلاعات به صورت تعاملی، گردآوری اطلاعات،مبادلات تجاری و ارتباطات شخصی را به-طور فوری در سرتاسر جهان برای سودرسانی به دولت، محیط های آکادمیک و شرکت های تجاری، فراهم می-کند.
در زمان نوشتن این مقاله، پنجاه میلیون کاربر از منابع اینترنت برای ارتباط با یکدیگر و دسترسی به اطلاعات و سرویس ها از ده میلیون میزبان در سرتاسر جهان، استفاده می کنند.
تبصره ی تاریخی:
اولین نوع اینترنت، آرپانت، حوالی سال 1969 ایجاد شد که توسط آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته در آمریکا (ARPA)، به عنوان ابزار تحقیقاتی برای دانشمندان کامپیوتر و ارتش آمریکا و آژانس های دولتی حمایت می شد. دپارتمان علوم کامپیوتر در دانشگاه لوس آنجلس کالیفرنیا(UCLA)، نقش اصلی را در توسعه و نگهداری آرپانت که یکی از اولین سرورهای شبکه ای نوپا بود، بازی کرد.
در اواخر دهه ی نود آرپانت به اینترنت تبدیل شد که دیگر فقط مختص دولت و محیط های آکادمیک نبود.اینترنت تبدیل به پدیده ی جامعه شد، نتیجه ای که کمتر کسی از افرادی که شاهد تولد آن بودند، انتظار آن را داشتند.
"کامپیوترها" یا "میزبان ها" که اینترنت را تشکیل می دهند، از یک سری استانداردهای ارتباطی یا پروتکل به-نام TCP/IP استفاده می کنند. پیام های کامپیوتری در اندازه های ثابت قطعه قطعه می شوند که به این قطعات پاکت گفته می شود. هر پاکت شامل میزبان منبع، میزبان مقصد و تکه ای از اطلاعات ارسال شده می باشد. پاکت ها در شبکه به عنوان بسته های جداگانه ارسال می شوند. این پاکت ها معمولاً از مسیرهای مختلفی به مقصدشان می رسند. در محل مقصد این پاکت ها مجدداً باهم ادغام می شوند. این پروتکل ها و این تعویض پاکت، تکنولوژی های قطعی را شکل می دهند که نمایانگر اینترنت به عنوان جانشین آرپانت می باشد.
عوامل هوشمند و روبات های شناختی:
موضوع جدیدی که اخیراً در رشته ی هوش مصنوعی مطرح شده، عوامل هوشمند نرم افزاری می باشند که روی اینترنت تأثیر گذارند.این عوامل دسته ای از برنامه های کامپیوتری هستند که در جستجوی یک تعریف دقیق و یا یک توافق عمومی می باشند (وولریج و جننیگز 1995،ریکر 1994).
این عوامل نرم افزاری به ارائه ی خدمات برای کاربران کامپیوتر می پردازند و درعین حال دارای کیفیت استقلالی، استدلالی و قدرت تصمیم گیری می باشند و هم چنین به طور مستقلی دارای ابتکار و اجرای عملیات هستند. پیاده سازی فعلی از این مفهوم هنوز محدود و بسیار تخصصی می باشد. هرچند به نظر می رسد در آینده ی نزدیک، عوامل نرم افزاری مستقل بسیار زیادی مشاهده شود. یکی از مشخصه های اصلی این عوامل قابل تحرک بودن و پویایی آن ها است.(در تضاد با برنامه هایی که در یک محیط میزبان ثابت اجرا میشوند( (فرگوسن 1992).
دنیای توزیع شده ی اینترنت همانند یک بستر مناسب برای گسترش عاملهای هوشمند می باشد. زبان های کامپیوتری اخیر، مانند جاوا و اکتیوایکس بسیار هیجان انگیزترند زیرا زبان های مناسبی برای استقلال، قابل حمل بودن و پویایی مورد نیاز عامل های نرم افزاری می باشند. هرچند مسائل حل نشده زیادی در راه توسعه باقی مانده است که از جمله چالش های جاه طلبانه روبروی هوش مصنوعی و پیشرفت به نسبت آرام آن است. هم اکنون قابل تشخیص است که یکی از موانع توسعه ی این عامل ها، رویه ی ارتباطی مورد استفاده درحال حاضر می باشد که به اصطلاح به آن پروتکل کلاینت-سرور گفته می شود. این پروتکل محدودیت هایی در جهت ارسال پیغام و تداخل معمول اتصال، اعمال می کند.عامل ها به ارتباط با سایر عامل ها به صورت نقطه به نقطه نیاز خواهند داشت که مفهوم کلاینت سروری مانع آن است. انتظار می رود با تکامل پروتکل های اینترنت در آینده، این مشکل برطرف شود.
بار دیگر دپارتمان دفاع آمریکا متوجه این موضوع شد و یک برنامه ی بزرگ به نام 1*3 برای "ادغام هوشمند اطلاعات"، برگزار کرد. هدف آن ایجاد تکنولوژی برجسته ی جدیدی برای مقابله با تغییرات پویا، تناقضات بالقوه و منابع داده ای ناقص و ناهمگون است. به عبارت دیگر عاملها قادرند، اهداف متضاد را باهم وفق داده، میان آنها انتخاب کنند و برای انتخاب خود استدلال بیاورند.
همان طور که قبلاً اشاره شد، این توانایی ها مشکلاتی برای هوش مصنوعی در ارائه ی عقایدی درباره موقعیت-های کنونی و آینده به وجود می آورد.دنیای مجازی که این عامل ها آن را به تکامل می رسانند، توسط عامل های دیگری نیز اشغال می شود. عاملهایی که مشارکت آن ها برای رسیدن به هدف، الزامی است. همکاری بین عامل ها نیازمند نسل مستقلی از پیغام های عمدی خواهد بود. اگر از طرف دیگر به این سناریو بپردازیم، برخی از این عامل ها می توانند خصومت آمیز باشند که به عنوان نرم افزار های مخرب مانند ویروس ها، تروژن هورس-ها و بمب های منطقی شناخته می شوند. شاخه ای از تحقیق هم نگران روش ها و الگوهای جهانی رفتاری از پایین به بالا حاصل از همکاری بسیاری از موجودیت های نرم افزاری کوچک که به صورت جمعی کار می کنند، می باشد. می توان ظهور احتمالی سایه ای از جامعه ی روبات های نرم افزار پیش بینی کرد که دارای جامعه شناسی بومی خود می باشد و عمیقاً بر فعالیت های انسان تأثیرگذار است. پیش بینی تأثیر اجتماعی این توسعه ها هنوز دشوار است. در زمینه ی واسط های بین کاربر و کامپیوتر، یک کلاس مشخص از عامل های هوشمند دارای اهمیت ویژه ای است تا جایی که یک مدل از کاربر برای اجرای خدمات شخصی سازی شده ی آن شبیه سازی کند. این عامل های کاربر به عنوان یک تصویر و یا تغییر نفسانی از همتای انسانی خود، عمل می کنند. برای تقلید واقع گرایانه از رفتار هوشمندانه ی کاربر، یک عامل کاربردی باید تقریباً شامل تمام جامعه ی زیرعامل ها که با یکدیگر در تعامل و ارتباط هستند، باشد. در "جامعه ی ذهن ها"، ماروین مینسکی تلاش می کند تا هوش انسانی را در این مفهوم چندعاملی توسعه یافته، توضیح دهد (مینسکی 1986). این کتاب بینش خوبی را درباره ی امکان پذیر بودن این کار با وجود پیچیدگی آن، فراهم می کند.
پیاده سازی های موجود از عامل های کاربردی به سوی محدود شدن در کارهای خرد تمایل دارد و تنها برای کشف و تجسم مشخصه های ایستای کار های کلان به کار می رود.می توان روی شبکه ی جهان گستر وب برنامه-های سروری پیدا کرد که به کاربر، عنوان موسیقی برای خریدن یا گوش دادن پیشنهاد می کند که لازمه ی آن مدلی از کاربر است که برروی سلیقه ی موسیقی او تمرکز شده است. داده ی لازم توسط یک پرس وجوی تعاملی فراهم می شود. هرچند در آینده،ُ عامل های پیچیده و مستقل تری مشاهده می شود که قادرند با توجه به حالت فعلی ذهن کاربر به صورت پویا عمل کنند.این موضوع یکی از منابعی است که برای بعضی از تکنولوژی های علم فرآیندهای زیستی انگیزه ایجاد می کند که درباره ی آن بعداً بحث خواهد شد.
واسط های بین انسان و کامپیوتر:
یکی از زمینه های فریبنده ولی عمیق و برگشت ناپذیر هجوم کامپیوترها به محیط شناختی انسان این است که مکالمه های بین انسان و کامپیوتر به طور پیشرونده ای صمیمانه تر و طبیعی تر می شود، به طوری که اغلب با آن چه پیش از این برای انسان به عنوان ارتباطات بشری درنظر گرفته شده بود، رقابت می کند ویا حتّی جانشین آن می شود.
تنها در یک دهه قبل و یا پیشتر از آن، مکالمه با کامپیوتر معمولاً شامل تایپ کردن یک سری دستورالعمل در یک پایانه با استفاده از رشته های معین و یا زبان اسکریپتی محرمانه بود. به دلیل کارآیی و سربار کم، این روش هنوز هم گزینه ی انتخابی در موقعیت های زیادی است به خصوص برای کاربران باتجربه و کسانی که زمان زیادی برای آموزش آدرس دهی به کامپیوترها توسط شروط و حمله های خودشان سرمایه گذاری کرده بودند که به این افراد، برنامه نویسان حرفه ای گفته می شود.
هرچند برای کاربران معمولی، ورود واسط های گرافیکی کاربر (GUI) پیشرفت غیرمنتظره ای حساب می شد. با گسترش واسط های گرافیکی، نمایش اطلاعات به صورت ویندوزهای قابل شناسایی و بصری و آیکون ها امکان-پذیر شد. آن ها می توانستند خودشان حرکت کنند و با استفاده از حرکت طبیعی دست ویا موس عمل کنند. درس های آموخته شده، استخدام جمعیت زیادی از کاربران کامپیوتر را در دهه ی هشتاد در پیرو اولین معارفه ی اَپِل، لیزا و مکینتاش، امکان پذیر کرد. ارتباط جدید بین انسان و کامپیوتر جاذبه ی بسیار بیشتری داشت زیرا با اخلاق های طبیعی انسان بیشتر سازگار بود و نیاز به حفظ کردن نام مجموعه ای از فرمان ها را کاهش داد.
این روند نمونه ی یکی از نگرانی های توسعه دهندگان HCI تا به امروز می باشد. ساختن یک پل مؤثر بین پردازش های مغز انسان و توانایی نشانه گذاری کلی کامپیوترها برای ادراک و استنتاج در حل مسائل، هدف اصلی توسعه دهندگان سیستم های ارتباطی بین انسان و ماشین می باشد. هدف اصلی کاهش فاصله ی باقی-مانده بین محدودیت های طبیعی بدن انسان، یعنی اعضا، احساسات خاص و حس لامسه با مکانیزم های ورودی و نمایشی، که می توانند به کامپیوترها پیوست شوند. در واقع هدف اجتناب از ساختن واسط های بین کاربر و کامپیوتر، محو کردن آگاهی از مرز موجود بین واقعیت و دنیای مجازی است.
داستان موفقیت اینترنت، تمایل استفاده از شبکه ی جهان گستر وب را نشان می دهد. وب مخزن عظیم و توزیع شده از اطلاعات مجانی درباره ی هر موضوعی است. اسناد روی وب، که قبلاً فقط به متن محدود می شد، به اسناد چند رسانه ای تبدیل می شوند.
با کلیک بر روی برچسب ها (لیبل ها) یا دکمه های روی صفحه به جای تایپ کردن در باکس های جستجو، دسترسی حاصل می شود. تکنولوژی های چند رسانه ای تعامل انسان-کامپیوتر را بسیار طبیعی تر کرده و همچنین خطر و ریسک را برای کاربران کاهش داده اند. ابزارهای جدید به طور منظم بر روی صفحات وب ظهور پیدا می کنند،ُ تصاویر و صدا ها را بر روی اینترنت بهبود می بخشند و اخیراً ارتباطات زنده و هم زمان را تسهیل می کنند.
گروه های تحقیقاتی متعددی در حال کار بر روی پروژه های ارتباطی نامتعارفی هستند که به وسیله شرکتهای چند ملیتی پشتیبانی می شوند. یکی از این پروژه ها، پروژه ی MIT Media Lab موسوم به "چیزهایی که فکر می کنند" می باشد. این تحقیق شامل چندین پروفسور دانشگاه MIT و برخی حامیان شرکتی و 40 شرکت پشتیبان می باشد. یکی از انگیزه های این تحقیق این است که مجموعه کنونی ابزارهای رابط، یک مجموعه نامتجانس و اضافی از گجتها یا ابزارها می باشد. این مجموعه باید با مؤلفه های تک رسانه ای با قابلیتهای بیشتر که به صورت فشرده و قابل حمل هستند جایگزین گردد. یکی از موضوعات مورد علاقه ، کامپیوترهای قابل پوشیدن هستند که در آن اشیایی مانند کفش ها و عینک با سنسورهای هوشمندی مجهز می شوند و قسمتی از رابط بین انسان – کامپیوتر می شوند. یک مفهوم دیگر استفاده از بدن انسان به عنوان یک منبع سیگنال می باشد و در آن بدن انسان به یک زیرساخت الکترونیکی از شبکه محلی یا LAN تبدیل می شود. این توسعه و پروتکلهای متناسب شبکه بدنی، بخش مهمی از برنامه ی دانشگاه MIT می باشد که در آن منبع توان شبکه به جای باتری، حرکتهای بدن انسان خواهد بود. درنظر گرفتن عاطفه و وارد کردن حالتهای احساسی در تبادلات نیز در دستور کار این پروژه قرار دارد.
حقیقت مجازی (VR)
حقیقت مجازی را می توان به عنوان یک گام فراتر از رابط های گرافیکی عمومی بحث شده فوق درنظر گرفت. VR یک دسته از برنامه های کاربردی را تشکیل می دهد که در آن تعامل انسان-ماشین به وسیله یک کلمه ادراکی تعریف می شود که برای ایجاد یک تصور که کاربر می تواند در آن غرق شود طراحی شده است (پایمنتال و تکسیرا 1993، جیگانت 1993). سیستمهای موفق VR یک تجربه مؤثرحسی تعاملی را به وجود می آورند که می تواند به اندازه کافی واقعی باشد تا "عدم باور پذیری را از بین ببرد" (سوتکا 1993).
VR برای سالیان متمادی در شبیه ساز های پرواز و بسیاری از کاربردهای نظامی و غیر نظامی مانند وسایل آموزشی برای رانندگی کامیون، تانک و پرتاب موشک مورد استفاده قرار گرفته است. با این وجود، این کاربردها گروه های بزرگی از کاربران را شامل نمی شود. در دهه 1990 کاربردهای غیرنظامی VR به یک مورد معمول در عرف رایانه تبدیل شد و توجه رسانه های عمومی را به خود جلب کرد. این ظهور افزایش زیادی در توان رایانه ای و کاهش زیادی در هزینه ها ایجاد کرد.
ابزارهای جدیدی برای تسهیل دسترسی به دنیای مجازی و دوری از رویدادهای واقعی ایجاد شده اند. نمایشگرهای قابل نصب روی سر، وسایلی شبیه کلاهخود هستند که به سر کاربر متصل می شوند و تصویر ایجاد شده به وسیله ی رایانه را نشان می دهند. نمایش را می توان از طریق تیوبهای اشعه کاتدی (CRTs)، دیودهای منتشرکننده نور (LEDs)، یا نمایشگرهای کریستال مایع (LCDs) ایجاد کرد. دید سه بعدی طبیعی را می توان با ایجاد تصاویری که هر چشم به طور جداگانه می بیند ایجاد کرد و از این طریق یک دید واقعی سه بعدی از اشیا برای کاربر فراهم نمود. موضوعی که در دانشگاه واشنگتن تحت بررسی است، عبارت است از اسکنر لیزری شبیکه چشم. این اسکنر تصویر داخل شبیکه چشم را به طور مستقیم اسکن می کند و از این طریق نمایشگر را به طور کلی کنار می گذارد. اگرچه این طرح هنوز خیلی آزمایشی است اما نشان می دهد که تکنولوژی های بالقوه ی نمایشگرها هنوز جای زیادی برای پیشرفت دارند.
با بکاربردن سنسورهای موقعیتی در خارج از نمایشگر نصب شده روی سر، می توان یک منظره ایجاد کرد که نسبت به تغییرات نقطه دید کاربر واکنش نشان دهد. این روش از طریق ایجاد صحنه نسبت به حرکتهای سر کاربر، حس واقعی زیادی به فضای مجازی می دهد.
گوشی هایی که صدای چند جهته را به گوش می رسانند به طور فزاینده ای به واقع گرایی اطلاعات صوتی اضافه کرده اند (بروستر و همکاران 1994).
صدا فیلتر می شود به طوری که به نظر می رسد از جهت خاصی ساطع می شود و در عین حال از طریق گوشی های معمولی قابل شنیدن است.
فیلتر کردن، اعوجاج ایجاد شده توسط بدن، سر و لاله گوش را تقلید می کند و سیستم عصبی شنیداری را فریب می دهد. برای مثال موقعیت سر کاربر می تواند به سمت جهت صدا برگردد به طوری که به نظر برسد که این صدا از یک موقعیت ثابت در فضای مجازی منتشر می شود (بودن، 1993).
بسیاری از ابزارهای تشخیص حرکت بدن به وجود آمده اند. ردیابهای موقعیتی 3 بعدی می توانند موقعیت و سرعت حرکت اعضای بدن را تشخیص دهند و همچنین امکان تشخیص اشارات به عنوان ورودی را هم دارند (رینه 1987). و یا سیگنال های ارتباطی دستی مانند آنچه که در زبانهای اشاره ای برای افراد فاقد شنوایی بکار می روند (کانز و همکاران 1993). دستکش ها و قلمهای نوری با قابلیت دریافت حرکت های پیچیده دست و انگشتان را می توان برای هل دادن یا گرفتن اشیای مجازی بکار برد (ماسیه و سالیسبوری، 1994، بروکس و همکاران 1990).
این دستگاه های کنترلی می توانند بازخوردهای حسی را نیز فراهم آورند. برای مثال، یک سکان بازی عکس-العملی می تواند به یک موتور مجهز شود که نیرو را در هر یک از دو جهت وارد کند (بالاک ریشنان ، وار، و اسمیت 1994، آکاماتسو و ساتو 1994).
این روش را می توان برای یک اسکت کامل تعمیم داد (جو 1988). شبیه سازی لمس را می توان از طریق جت های هوا، وسایل ارتعاشی مانند میله های نوک نرم، بوبین های صدا، و کریستال های فیزوالکتریک بدست آورد. شبیه سازی الکتریکی لمس را نیز می توان از طریق پالسهای الکتریکی منتشر شده از الکترودهای کوچک متصل به انگشت کاربر انجام داد.
امروزه این ابزارهای ارتباطی جسمی کاربردهای زیادی در فضای مجازی پیدا کرده اند، مخصوصاً در بازی ها و سرگرمی های ویدئویی. اما مهمترین اثر VR از جنبه های دیگر آن ناشی می شود. برخی از این جنبه ها مانند "حضور از راه دور" و " مشارکت" مجازی را می توان در محیط های خطرناک مانند کف دریا ، محل های رآکتورهای هسته ای معیوب، و یا حتی سیارات دوردست با کنترل ربات های شبیه انسان از سایت زمینی بکار برد. این جنبه از VR در بسیاری از حوزه ها توانایی بالقوه ای دارد که هنوز هم تحت تحقیق و بررسی است. برای مثال ، میکروجراحی، که در آن حرکت های دست جراح را می توان برای انجام جراحی قسمت های خیلی کوچک و حتی میکروسکوپی مقیاس بندی کرد ، در حالی که بازخورد دست و چشم که به جراح می رسد به-صورت ماکروسکوپی است و به راحتی با حرکت های معمولی دست قابل انجام است.
یک مثال دیگر ، طراحی عضوهای مصنوعی کنترلی می باشد. برای سالیان متمادی ایجاد رابط های کمکی بیولوژیکی برای تسهیل دسترسی فیزیکی افراد معلول، بسیار مورد توجه بوده است.
برای مثال سنسورهای موقعیتی چشم می توانند به طور همزمان مکان نمای روی صفحه رایانه را به نقطه مورد نظر کاربر حرکت دهند . نمونه های زیادی از اعضای مصنوعی برای کمک به معلولان ساخته شده است اما اغلب طاقت فرسا هستند و در بسیاری موارد قابل کاربرد نیستند.
وابستگی به ماشینهای طاقت فرسا نیز خود یک مانع برای گسترش محیطهای VR و اختراع دستگاه هایی که مشکلات دستگاه های کنونی را ندارند، می باشد.
واسط زیستار شناختی

بازخورد زیستی و کنترل فرمان شناسی زیستی
در اوایل دهه 1970، آزانسهای مالی متعددی از وزارت دفاع آمریکا علاقه مند به تکنولوژی هایی شدند که تعامل نزدیک تر و صمیمی تر بین انسان و رایانه ایجاد کنند و شامل برنامه های کاربردی زیستی باشند. این موضوع نیز دوباره تحت پوشش ARPA قرار گرفت.
یکی از کارهای انجام شده در این برنامه، توسط جرج لونس پیشنهاد و هدایت شد و دیدگاههای او تکامل آن را در سالهای بعد میسر کرد. در ابتدا تمرکز او بر خود-تنظیمی و بازخورد زیستی تشخیصی بود. هدف او عبارت بود از توسعه تکنیک های بازخورد زیستی که عملکرد انسان را بهبود بخشند ، مخصوصا برای افراد نظامی.
خودتنظیمی دیدگاه باارزشی را در تحقیقات بازخورد زیستی ایجاد کرد اما تنها نتایج غیر قطعی و قابل تردیدی را به وجود آورد. جهت گیری های اخیر با برچسب کلی تر فرمان شناسی زیستی تعریف شد و به منبع اصلی پشتیبانی برای تحقیقات زیستار شناختی، تبدیل گردید. یکی از دستورالعمل های برنامه فرمان شناسی زیستی، ارزیابی توان بالقوه سیگنال های بیولوژیکی قابل اندازه گیری تقویت شده به وسیله پردازش رایانه در زمان واقعی، جهت کمک به وسایل ، تجهیزات نظامی و سایر سیستم ها بود. این تکنولوژی در ادامه این نوشتار بحث خواهد شد.
جهت نگاه چشم و حرکت چشم
حرکت اختیاری و جهت نگاه چشم به سمت نقاط مورد نظر کم تلاش ترین روش و ساده ترین روش برای تعیین موقعیت شئ مورد نظر در میدان دید می باشد. برای مثال نگاه چشم می تواند به عنوان ورودی موس یا مکان نما برای انتخاب، حرکت شئ و یا حرکت بین اشیای روی صفحه رایانه بکار رود. علاوه بر این حرکت نیمه خودآگاه چشم نیز اهمیت زیادی برای ارتباط انسان-ماشین دارد. برای مثال، در هنگام دیدن عکس ها، شخص مشاهده کننده به طور اتوماتیک به نواحی مهم و نواحی که احساسات او را تحریک می کند، نگاه می-کند. سیستم های کنترل چشم برای افراد با معلولیت های حرکتی شدید و همچنین افرادی که تنها کانال حرکتی آنها حرکت چشم است، توسعه یافته اند تا آنها بتوانند به رایانه دسترسی پیدا کنند. ردیابی چشم نوعاً برای برنامه های کاربردی منو دار مورد استفاده قرار می گیرد.
تکنولوژی های متعددی برای ردیابی دینامیکی موقعیت چشم، موجود هستند (یانگ و همکاران، 1975)، که یا از دستگاه های قابل نصب بر روی سر(شرودر 1993، مندل و همکاران 1993، وایت و همکاران، 1993) و یا از دستگاههای کنترل از راه دور استفاده می کنند. سیستمهای پیمایش مجدد برای حفظ تخمینهای دقیق نقطه مورد نظر، در حالت وجود حرکات قابل توجه سر، طراحی شده اند (مندل ، 1993). برخی از سیستمهای ردیابی چشم از نظر تکنولوژیکی کاملاً پیشرفته هستند و حداقل در یک وسیله مصرفی ظهور یافته ، یعنی دوربین ویدئویی کَنون 8800.
یکی دیگر از منابع اطلاعات موقعیتی عبارت است از EOG، یعنی یک امضای الکتریکی زیستی ایجاد شده به وسیله حرکت کره چشم. این سیگنال را می توان با نصب الکترودهایی در نزدیکی چشم، اندازه گیری کرد. کره چشم پولاریزه می شود و این یک میدان بزرگ روی سر ایجاد می کند که موقعیت چشم را منعکس می کند. دقت EOG به عنوان یک مشخص کننده موقعیت، محدود است اما در عین حال اطلاعات حساس حرکتی را فراهم می آورد و نسبت به روش های دیگر مانند دوربین های ویدئویی سرعت بالاتری دارد، اما استفاده از آن در ترکیب با روشهای دیگر بهتر است.
باید توجه شود که نوسانات و تغییرات EOG به وسیله محققین موج مغزی به " محصول مصنوعی" موسوم است، زیرا آنها سیگنال های مغزی ایجاد شده به وسیله یاخته عصبی که بسیار کوچکتر هستند را بررسی می-کنند. روش های بسیار پیشرفته پردازش سیگنال امروزه برای فیلتر کردن تداخل EOG در تحقیقات تکمیلی موج مغزی توسعه یافته اند.
نظارت بر احساسات
کانالهای زیستار شناختی وجود دارند که در برخی زمینه ها قادرند جنبه های قابل توجهی از احساسات انسانی را مورد تفحص قرار دهند. روش بهبود واسط که قبلا ذکر شد، به طور فزاینده ای از رفتارهای طبیعی اما ارادی و عمدی برای ایجاد دستور به رایانه استفاده می کند. یک موضوع بحث برانگیز ، نظارت بر سرنخ های رفتاری و سیگنال های بیولوژیکی برای دستیابی به اطلاعات ناخودآگاه یا نیمه خودآگاه منعکس کننده حالتهای احساسی می باشد.
احساسات باعث ایجاد تغییرات سریعی در تعدادی از شاخص های فیزیولوژیکی مانند فشار خون، ضربان قلب، انبساط یا انقباض مردمک چشم، مقاومت الکتریکی پوست و تنفس می شود. این شاخص ها را می توان به وسیله وسایل مخصوصی به راحتی مورد نظارت و مشاهده قرار داد. سایر روشها و رویکردها ممکن است ترکیبی از سرنخ های احساسی و سرنخ های تشخیصی مانند ردیابی صورت را بکار ببردند. سابقه نسبتاً ناخوش آیند نظارت ابزاری احساسات، قابل ذکر است. تجربه آزمایشی دستگاه دروغ کشف کن یا دستگاه "دروغ سنج" ، یک تجربه نسبتاً احمقانه بود که به طور وسیعی در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت (مطابق با برخی تخمین ها بیش از یک میلیون بار در سال استفاده می شد) و مایه خجالت برای بسیاری از آمریکایی ها شد. بسیاری از قانونگذاران اعم از ایالت های متعدد آمریکا، استفاده از آن را تحریم کردند. با این وجود، علیرغم عدم وجود اطمینان صحیح از نتایجی که این دستگاه نشان می دهد، استفاده از آن را در برخی آژانس ها مانند آژانس امنیت ملی آمریکا همچنان وجود دارد. اندازه گیری های دستگاه دروغ سنج معمولاً شامل فشار خون، ضربان قلب، مقاومت الکتریکی پوست، تنفس ، وریدهای شکمی و قفسه سینه می باشد. این علائم بیولوژیکی به احساسات مرتبط می شوند.