Le metasuperfici aprono la porta alla telecinesi e alla telepatia con la tecnologia

Stranger Things i fan avranno familiarità con questa scena: Eleven, una ragazza con poteri telecinetici, fissa intensamente una lattina di Coca-Cola. Senza toccare fisicamente la lattina, la schiaccia completamente usando solo la sua mente.

Cambiare oggetti con la mente è stato a lungo un tropo nella fantascienza. Ora, grazie alle metasuperfici, due studi hanno appena dimostrato che è potenzialmente possibile.

I metamateriali sono compositi artificiali con proprietà ottiche bizzarre. Spesso disposti in tandem, possono interagire con le onde elettromagnetiche, inclusa la luce visibile, in modi impossibili per i materiali naturali. Questo dà loro un superpotere: possono adattare prontamente le loro proprietà, ad esempio piegando la luce in modi diversi, piuttosto che fare affidamento sulle proprietà dei materiali di cui sono fatti.

Perché preoccuparsi? I nostri cervelli generano onde elettromagnetiche mentre elaborano le informazioni. A seconda dello stato del cervello, ad esempio se è "rilassato" rispetto a "concentrato", le diverse frequenze delle onde cerebrali prendono il sopravvento. Allora perché non usare il cervello come fonte per innescare cambiamenti nei metamateriali?

Nel primo studio, pubblicato in eLuce, il team ha utilizzato un modulo di estrazione delle onde cerebrali che ha consentito ai volontari di controllare una metasuperficie, una versione 2D dei metamateriali, con la sola mente. L'intero sistema è wireless e si basa su Bluetooth. Hanno estratto le onde cerebrali dalla volontaria mentre si rilassava o si concentrava e, tramite un controller, hanno cambiato il modo in cui la metasuperficie collegata diffondeva la luce. Non così drammatico come piegare una lattina di Coca-Cola, certo, ma una dimostrazione futuristica dell'uso della mente per controllare il materiale fisico.

A secondo studio ha portato l'idea un po' più in là. Diverse metasuperfici possono "parlare" tra loro in base alle proprietà elettromagnetiche. Qui, il team ha collegato due persone alle metasuperfici per inviare messaggi con le loro menti. Un volontario era il trasmettitore, l'altro il ricevitore. Concentrandosi, le onde cerebrali del trasmettitore hanno modificato le proprietà della metasuperficie per codificare diversi messaggi binari. Dopo la decodifica, il ricevitore ha ricevuto il testo, il tutto senza muovere un solo dito.

Per ora, la tecnologia futuristica è ancora agli inizi. Ma gli scienziati immaginano che un giorno saranno in grado di utilizzare i metamateriali per una miriade di scopi: monitorare lo stato di attenzione di un guidatore, ad esempio, o incorporarli in interfacce cervello-macchina non invasive.

"In combinazione con algoritmi intelligenti come l'apprendimento automatico, i due lavori presentati potrebbero aprire ulteriormente una nuova direzione verso sistemi avanzati di metasuperfici biointelligenti", disse Il dottor Xiangang Luo dell'Istituto di Ottica ed Elettronica, Accademia Cinese delle Scienze, che non è stato coinvolto in nessuno degli studi.

La stranezza delle metasuperfici

Le metasuperfici sono come un sogno febbrile. Normalmente ci aspettiamo che i nostri materiali si comportino in modo coerente: le bottiglie di vetro si frantumano sotto pressione; crepe nel legno; il cotone è morbido. I metamateriali cambiano questo paradigma. Spesso costituito da un amalgama di materiali-materiali piezoelettrici sono i preferiti: cambiano prontamente le loro proprietà strutturali e di curvatura della luce sotto l'effetto dei campi elettromagnetici.

Ciò ha portato a preliminari mantelli dell'invisibilità, mimetizzazione dinamica, superlentie Millibot stampati in 3D che un giorno potrebbero vagare per il tuo corpo per fornire in modo intelligente i farmaci quando necessario.

Le metasuperfici sono le cugine 2D dei metamateriali. Qui, le strutture ripetitive nei metamateriali si intrecciano in una struttura simile a un foglio, mantenendo la loro capacità di controllare "quasi tutte le caratteristiche delle onde elettromagnetiche", ha affermato il dottor Shaobo Qu dell'Air Force Engineering University in Cina, che ha guidato il processo di telecinesi. Le metasuperfici programmabili (PM) sono un passo avanti, in quanto le loro funzioni possono essere controllate in modo prevedibile da influenze esterne per cambiare modalità operativa, come uno specchio "intelligente" del bagno con diverse impostazioni di luce a seconda dell'umore.

Normalmente, le onde elettromagnetiche provengono da un generatore. Ma i nostri cervelli esplodono con diverse frequenze di queste onde, che collettivamente rappresentano segnali elettrici in vaste regioni. Le onde beta, ad esempio, si alternano da 15 a 40 volte al secondo e sono associate a una mente impegnata. Le onde theta, al contrario, sono correlate al sogno ad occhi aperti, una sorta di rilassamento mentale. Gli scienziati hanno scoperto che è possibile controllare le onde cerebrali e spostarle attivamente da uno stato all'altro attraverso il neurofeedback.

Le onde cerebrali possono essere prontamente captate da un cappuccio di elettrodi incorporati. Ciò ha portato il team a chiedersi: possiamo usare questi segnali per controllare le metasuperfici?

In uno studio, Qu ha proposto un design semplice utilizzando un modulo di estrazione delle onde cerebrali. Ha tre parti: il sensore, il controller e l'attuatore. Il sensore raccoglie le onde cerebrali attraverso elettrodi posti sul cuoio capelluto. Qui, il team ha utilizzato un modulo disponibile in commercio, Think Gear AM, un chip conveniente popolare con la comunità di hacker di onde cerebrali EEG fai-da-te.

I dati registrati vengono quindi trasmessi al controller tramite Bluetooth. Anche il controller è costituito da un componente a basso costo, con Arduino al centro. I segnali delle onde cerebrali vengono convertiti in una misura per l'attenzione e inseriti nell'attuatore. A seconda del livello di attenzione della persona, l'attuatore raggruppa i dati in quattro gruppi ed emette tensioni diverse.

"I quattro intervalli di soglia corrispondono rispettivamente all'intensità dell'attenzione distratta, neutra, concentrata ed estremamente concentrata", ha spiegato il team.

L'alta o la bassa tensione corrisponde a una sequenza di codifica 1 o 0. Queste sequenze vengono quindi mappate su diverse proprietà del materiale per la metasuperficie, che a sua volta controlla il modo in cui disperde la luce.

Il risultato finale? In una prova di concetto, un volontario si è seduto in una camera anecoica, una stanza progettata per bloccare il suono circostante o le onde elettromagnetiche. Con gli elettrodi asciutti sulla testa, chiuse gli occhi mentre attraversava diversi stati di concentrazione. Misurando le proprietà di diffusione della luce della metasuperficie, il team ha trovato una forte corrispondenza tra la sua intensità di attenzione e le proprietà del materiale.

Lo studio non mostra che sia possibile spostare fisicamente i materiali con la mente. Ma mostra che è possibile controllare a distanza un materiale basato solo sul pensiero. Per ora, la tecnologia è principalmente una prova interessante che apre la strada a materiali controllati dalla mente per il monitoraggio della salute o sensori intelligenti. Un ostacolo importante è come affrontare il rumore elettromagnetico esterno, che potrebbe occludere i segnali di controllo neurale.

Comunicazione da cervello a cervello

La telecinesi mi fa già impazzire. Ma che dire della telepatia?

Uno studio separato ha utilizzato le metasuperfici come una sorta di telefono per aiutare due persone a inviare messaggi semplici, il tutto senza muovere un dito.

La comunicazione diretta da cervello a cervello non è nuova. Studi precedenti l'utilizzo di configurazioni non invasive ha fatto sì che i partecipanti giocassero 20 domande con le loro onde cerebrali. Un altro studio ha costruito un BrainNet per tre volontari, consentendo loro di giocare a un gioco simile a Tetris usando solo le onde cerebrali. Il canale per quelle combinazioni mentali si basava sui cavi e su Internet. Un nuovo studio chiesto se le metasuperfici potrebbero fare lo stesso.

Guidato dal dottor Tie Jun Cui dell'Institute of Electromagnetic Space, Southeast University in Cina, lo studio ha collegato un noto segnale di onde cerebrali, P300, alle proprietà di una metasuperficie. La loro configurazione, la metasuperficie elettromagnetica cervello-computer (EBCM), utilizzava le onde cerebrali per controllare un particolare tipo di metasuperficie noto come metasuperficie delle informazioni, che può codificare 0 e 1 come un circuito elettronico.

L'esperimento ha avuto due volontari: un trasmettitore e un ricevitore. Il trasmettitore ha monitorato le sue onde cerebrali con l'EEG, con un focus specifico sul segnale P300. I segnali sono stati quindi decodificati in codice binario, che è stato quindi utilizzato per controllare le proprietà della metasuperficie del trasmettitore. Queste modifiche hanno modificato in modalità wireless la metasuperficie del ricevitore, che è stata quindi decodificata e ritradotta in informazioni di testo per la lettura del ricevitore.

La configurazione ha trasmesso con successo quattro sequenze di testo: "hello world", "Hi, Sue", "Hi, Scut" e "BCI metasurface". È un processo lento, con una media di circa cinque secondi per ogni personaggio, ma potrebbe essere migliorato con alcuni "paradigmi di scrittura veloce", ha detto il team.

Siamo ancora lontani dalla telecinesi e dalla telepatia basate sulla tecnologia. Ma quei superpoteri potrebbero non essere così inverosimili come si pensava una volta. Per ora, le squadre sono ansiose di adottare le loro configurazioni per migliorare la salute.

"Il nostro lavoro potrebbe aprire ulteriormente una nuova direzione per esplorare la profonda integrazione della metasuperficie, dell'intelligenza del cervello umano e dell'intelligenza artificiale, in modo da costruire nuove generazioni di sistemi di metasuperfici biointelligenti", ha affermato Cui.

Immagine di credito: Gerd Altmann / Pixabay

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• Fonte: https://singularityhub.com/2022/06/28/in-two-new-studies-metasurfaces-open-the-door-to-telekinesis-and-telepathy/