Прямо сейчас сотрудники стартапа Synchron тестируют технологию, которая может изменить повседневную жизнь тысяч парализованных людей. Имплант Synchron SWITCH вживляется в кровеносные сосуды и помогает пациентам с ограниченной мобильностью управлять «умным домом» и курсором компьютера с помощью разума. На данный момент технологию опробовали три человека в США и четыре — в Австралии.
439 просмотров
Один из участников тестирования Synchron SWITCH управляет компьютером
Основанный в 2012 году стартап Synchron — часть развивающейся индустрии интерфейсов «мозг-компьютер», также известных как нейрокомпьютерные интерфейсы (англ. BCI, brain-to-computer interface).
BCI — это система, которая расшифровывает сигналы мозга и преобразует их в команды для внешних устройств. Вы наверняка слышали о Neuralink Илона Маска — еще одном стартапе на рынке нейрокомпьютерных интерфейсов.
Однако Маск — не единственный технологический миллиардер, который уверен, что нейрокомпьютерные интерфейсы найдут широкое применение в медицинском бизнесе. В декабре 2022 года Synchron получил финансирование в размере $75 млн от инвестиционных фондов Билла Гейтса и Джеффа Безоса.
Видеоурок Елены Решетниковой «Закадровый текст и синхрон»
Богатейшие люди мира считают, что Synchron — не просто смелый научный эксперимент, но и перспективная технология. Но как именно она работает? Разбираемся в переводе статьи CNBC.
В августе 2020 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (англ. Food and Drug Administration, FDA) присвоило Synchron обозначение «Прорывное устройство». Им FDA отмечает медицинские гаджеты, потенциально способные облегчить жизнь пациентов с тяжелыми неизлечимыми заболеваниями. А в 2021 году Synchron стала первой компанией, получившей от FDA разрешение на проведение испытаний
BCI-устройств среди людей.
Сейчас компания собирает пациентов для участия в ранних стадиях исследования, цель которого — показать, что технология безопасна для применения на людях. В ходе испытания шести пациентам будут имплантированы устройства Synchron.
Коммерческий директор Synchron Курт Хаггстром заявил, что компания пока ни на чем не зарабатывает, и не может прокомментировать, сколько в конечном счете будет стоить процедура.
В то время как многие конкуренты компании имплантируют свои BCI-устройства с помощью операции на открытом мозге, Synchron полагается на менее инвазивный подход, основанный на существующих эндоваскулярных методиках.
Устройство Synchron вводится через сосуды — основатель компании Томас Оксли называет кровеносную систему «естественной магистралью в мозг». Для этого используется технология стентирования — установка крошечной металлической конструкции (стента) в стенки артерии. В данном случае — большой вены, которая находится рядом с моторной корой головного мозга.
Так выглядит Stentrode — стент с эндоваскулярными электродами для вживления в вену
Stentrode подключен к антенне, которая расположена под кожей в грудной клетке и собирает необработанные данные мозга. Далее они передаются на внешние устройства.
Автоматическая синхронизация времени при запуске компьютера, ноутбука
Старший директор по неврологии Synchron Питер Ю отметил, что, поскольку устройство не вводится непосредственно в мозговую ткань, оно не передает сигнал идеально. Однако по мнению Питера малоинвазивный характер процедуры делает ее более простой и доступной. Наш мозг не любит, когда к нему прикасаются посторонними предметами — именно поэтому операции на открытом мозге так сложны и травматичны.
По словам Питера, в мире есть около 2000 специалистов интервенционной, или эндоваскулярной хирургии, которые умеют вживлять в кровеносные сосуды стенты наподобие Stentrode. А вот нейрохирургов, проводящих операции на открытом мозге, меньше. Поэтому в перспективе технологию Synchron может быть легче масштабировать.
Филипп О’Киф стал первым в мире человеком, разместившим пост в Твиттере с помощью BCI-девайса
Пациентам с тяжелым параличом и дегенеративными заболеваниями — например, боковым амиотрофическим склерозом, от которого страдал Стивен Хокинг — технология Synchron может помочь общаться с друзьями, семьей и внешним миром. Используя Synchron, пациенты могут набирать текстовые сообщения, заходить в социальные сети, совершать онлайн-покупки и управлять своими финансами.
Окли рассказал, что чаще всего пациентов интересуют именно текстовые сообщения. «Невозможность отправлять сообщения изолирует людей от окружающего мира», отметил он. «А когда пациенты снова получают возможность общаться с окружающими, это невероятно придает им сил».
В декабре 2021 года Оксли передал свой аккаунт в Twitter пациенту по имени Филип О’Киф, который болен боковым амиотрофическим склерозом и с трудом двигает руками. Примерно 20 месяцами ранее О’Кифу имплантировали устройство Synchron. А 23 декабря он выложил свой первый твит:
«Привет, мир! Короткий твит. Огромный прогресс.»
Технология Synchron привлекла внимание конкурентов. Согласно Reuters, в прошлом году Маск обратился к компании, чтобы обсудить потенциальные инвестиции. В отличие от Synchron, Neuralink разрабатывает устройство, предназначенное для введения непосредственно в ткань мозга. Neuralink пока не тестирует свое устройство на людях, но Маск надеется начать это в 2023 году.
Хаггстром заявил, что финансирование Synchron поможет ускорить разработку устройства и подтолкнет его к ключевому клиническому испытанию, которое, в свою очередь, приблизит компанию к коммерциализации.
Партнер Khosla Ventures Алекс Морган, который руководил предыдущим раундом финансирования Synchron, рассказал, что, хотя устройство компании и может показаться чем-то из области научной фантастики, оно основано на «реальной науке» и уже существенно меняет жизнь пациентов. «Синхрон действительно помогает людям прямо сейчас, сегодня», сказал он в интервью.
Интерфейс «мозг-компьютер» Synchron, эндоваскулярная электродная матрица Stentrode и имплантируемый приемно-передающий блок
В январе 2023 года медицинский журнал JAMA Neurology опубликовал рецензируемые долгосрочные результаты 12-месячных испытаний Synchron в Австралии. Исследование показало, что технология безопасна, а проблем с качеством сигнала и производительностью не возникало.
Устройство Synchron кажется более изящным решением по сравнению с Neuralink и их свиньей с чипом в мозге. Но получит ли эта технология широкое распространение? И может ли она в перспективе использоваться для чего-то более темного и мрачного — например, чтения мыслей? Время покажет.
Источник: vc.ru
Синхронное и асинхронное программирование: в чем разница?
Синхронный и асинхронный классифицируют два разных стиля программирования, каждый со своими преимуществами и недостатками. А какая будет разница между ними? Давайте разбираться
Возможно, вы еще не знаете, что означают эти термины, но как только вы это сделаете, вы поймете, почему знание различий между ними важно для успеха вашей команды.
Что такое асинхронное программирование?
Асинхронное программирование основано на неблокирующем протоколе ввода-вывода (I/O). Это означает, что асинхронная программа не выполняет операции в иерархическом или последовательном порядке. Получающееся в результате распараллеливание означает, что асинхронная программа может обрабатывать несколько запросов одновременно и независимо.
Когда один запрос завершается неудачно, это не влияет на другой запрос. И программа может перейти к другой задаче до завершения последней. В разработке программного обеспечения такое преимущество называется слабой связью. Слабо связанная коммуникация и/или программирование позволяют децентрализовать процессы. Чем меньше зависимостей, тем выше отказоустойчивость и гибкость.
Для компаний, которые отдают приоритет выполнению задач, асинхронное программирование может стать фундаментальным строительным блоком для удовлетворения требований проекта. Если вы все еще пытаетесь полностью понять, как работают асинхронные операции, мыслите нестандартно!
Представьте себе нетехнический пример того, как асинхронная связь будет выглядеть в реальном сценарии. В качестве иллюстрации представьте, что вы в ресторане. Ваш официант только что принял несколько заказов за вашим столом и принесет вам закуску, как только она будет готова, вместо того, чтобы ждать, пока будет приготовлено основное блюдо. Это не только просто эффективная служба, но и образцовая демонстрация неблокирующего ввода-вывода или асинхронной архитектуры.
Плюсы асинхронного программирования
Существует распространенное заблуждение, что асинхронное программирование означает большую производительность и скорость. На самом деле выполнение нескольких задач одновременно не оказывает прямого влияния на эти области. Но у асинхронного программирования есть немало преимуществ, которые вы можете увидеть ниже.
Пользовательский опыт
При сравнении асинхронного и синхронного программирования асинхронные программы улучшают взаимодействие с пользователем различными способами. Во-первых, все сценарии программы или веб-страницы могут загружаться одновременно, что приводит к лучшему отклику и уменьшению задержек загрузки страницы. И сбой потока не влияет на возможность запуска или рендеринга других потоков. Следовательно, асинхронные приложения в целом более доступны.
Настройка
На практике асинхронное программирование требует написания функций обратного вызова в соответствии с ошибками, которые могут возникнуть и нарушить работу программы. Эти обратные вызовы предписывают машине пройти мимо ошибки и запустить следующую задачу. Это также дает программистам возможность написать персонализированное сообщение об ошибке. В результате ошибки не означают, что ваша программа вообще не запускается. Пользователи получают приятную заметку, в то время как все остальные функции программы работают нормально.
Масштабируемость
Async/await — это хорошо известная синтаксическая структура многих языков программирования, которая позволяет асинхронным функциям удобно работать с промисами. Промисы — это объекты, которые инкапсулируют желаемое поведение асинхронной операции. Обе эти концепции являются неотъемлемой частью понятия масштабируемости. Масштабируемость может осуществляться двумя способами — горизонтально и вертикально.
Синхронные и асинхронные программы могут использовать горизонтальное масштабирование, добавляя дополнительные серверы для масштабирования служб. С другой стороны, вертикальное масштабирование — это более простой процесс, который могут использовать асинхронные программы, чтобы позволить одному серверу увеличить количество запросов, которые может обработать сервер. Подключая асинхронную функцию с помощью ключевого слова async/await, разработчики могут упростить программы, которые в противном случае были бы синхронными, используя методы обратного вызова на основе обещаний.
Минусы асинхронного программирования
Асинхронное программирование может показаться очевидным решением любых узких мест, которые могут возникнуть в ваших проектах разработки программного обеспечения. Но есть причины, по которым разработчики избегают использования асинхронного программирования.
Сложность
Чтобы успешно программировать асинхронные операции, разработчики должны иметь глубокие знания об обратных вызовах и рекурсивных функциях. И даже если они это сделают, программирование этого в приложении может быть громоздкой задачей во время разработки. Жизненный цикл разработки программного обеспечения в целом будет более сложным и заметно более медленным. По той же причине сам код может усложняться. Написание чистого кода становится более сложной задачей, а тестирование и отладка — такими же напряженными.
Задержка
Хотя обновление страницы является меньшей проблемой при асинхронном программировании по сравнению с синхронным программированием, первоначальный рендеринг страницы может занять некоторое время. Кроме того, слишком много асинхронных запросов могут перегрузить ваш сервер, и ваша программа может работать медленнее, несмотря на параллелизм, который вы получаете взамен .
Совместимость
C++ и JavaScript — самые выдающиеся языки программирования, поддерживающие асинхронное программирование. В этих языках ключевое слово async широко используется и почитается. Но с другими языками дело обстоит не так просто. Хотя, безусловно, можно программировать асинхронные программы практически на любом языке, это будет трудоемкой задачей, если такая реализация не будет предварительно оснащена рассматриваемым языком.
Что такое синхронное программирование?
Синхронные программы используют блокирующие операции ввода-вывода, в которых каждая операция должна выполняться до выполнения следующей. Как правило, компьютеры работают быстро, поэтому синхронная связь не обязательно невыгодна. Однако в реальном, нетехническом приложении это было бы эквивалентно отказу официанта принести какое-либо из заказанных вами блюд, пока каждое блюдо не будет полностью приготовлено. По крайней мере, ваша еда будет холодной. В худшем случае ваш официант просто потратил впустую довольно значительное количество времени, казалось бы, без какой-либо веской причины.
В программировании синхронные программы выделяют один поток для обработки запроса или выполнения задачи. Поскольку синхронные операции выполняются по одной, такая кропотливо длинная задача, как запрос к базе данных, тем временем заблокирует все остальные потоки.
В то время как асинхронные операции могут выполнять несколько задач одновременно в одном потоке, синхронные программы имеют очередь задач, в которой каждая вторая задача остается бездействующей, пока первая завершена. По определению синхронный означает «подключенный» или «зависимый». По сути, синхронная связь тесно связана. Для реактивных систем, когда программы работают лучше всего, когда они реагируют на входные данные из окружающей среды, могут быть полезны синхронные программы.
Плюсы синхронного программирования
Хотите верьте, хотите нет, но есть веские причины, по которым предприятия и разработчики обращаются к синхронному выполнению, в свою очередь, для асинхронного программирования.
Простота
Синхронное программирование хорошо поддерживается всеми языками программирования. Разработчикам не нужно беспокоиться о том, можно ли кодировать асинхронные приложения, так как это значение по умолчанию. Кроме того, писать синхронные программы объективно проще, чем асинхронные. Используя блокирующую архитектуру ввода-вывода, вы можете сэкономить время в процессе разработки программного обеспечения и выполнять тесты с меньшими сложностями.
Маркетинговый потенциал
Поисковым системам легче сканировать веб-страницы, использующие традиционную синхронную архитектуру. Для маркетологов, которые зависят от поисковой оптимизации (SEO) для создания своей репутации и узнаваемости бренда, это заметное преимущество. Чем больше людей просматривают ваш веб-сайт через Google или Bing, тем больше посетителей будет на вашей веб-странице. Естественно, это положительно скажется на вашем возврате инвестиций (ROI).
Минусы синхронного программирования
Минусы синхронного программирования должны быть довольно очевидны. Это основные недостатки, подталкивающие многих разработчиков к асинхронному программированию.
Скорость
Время загрузки может быть медленнее при синхронном программировании по сравнению с асинхронным программированием. Этого следовало ожидать, учитывая то, как синхронные программы обрабатывают несколько запросов. Когда поток блокируется, другие потоки в очереди также блокируются. Проще говоря, синхронное программирование похоже на посещение Disney World без VIP-пропуска .
Ресурсоемкость
Включение синхронного программирования также требует значительных ресурсов. В то время как несколько асинхронных исполнений могут работать в одном потоке, это не относится к синхронным функциям. Вам потребуется больше потоков для обработки большего количества запросов, и чаще всего это оказывается непосильным.
Когда использовать асинхронное программирование
Самый большой вклад, который обеспечивает асинхронное программирование, — это повышение пропускной способности.
Производительность относится к результатам, которые продукт или компания могут произвести в течение определенного времени. Тем не менее, синхронное программирование не является конечной целью всех методологий программирования. Есть определенные сценарии, в которых подходит асинхронное программирование, и другие, в которых асинхронное программирование не подходит.
Чтобы узнать, что есть что, вам необходимо определить зависимости и процессы в вашей системе. Параллельные вычисления хорошо подходят для ориентированного на пользователя программирования, но любой другой тип программы не стоит такой сложности. Ограничьте использование асинхронного программирования обработкой задач на основе событий, когда полезно высвобождать ценные ресурсы раньше. Операции ввода-вывода и запросы к базе данных являются распространенными вариантами использования асинхронного программирования.
Когда использовать синхронное программирование
Как известно, компьютеры работают быстро. Таким образом, синхронное программирование занимает не так много времени, как вы можете себе представить. Если вы просто хотите разработать внешнее приложение или выполнить базовую функцию центрального процессора (ЦП), то асинхронное программирование выходит за рамки допустимого. Рендеринг видео или математические вычисления, например, используют центральный процессор для максимальной функциональности. Использование асинхронного программирования для этих типов задач перегрузило бы ЦП и принесло бы больше вреда, чем пользы.
Сверхинжиниринг описывает акт разработки решений проблемы сложным образом. Само собой разумеется, что вы должны избегать чрезмерной инженерии. Стреляйте в синхронное программирование, когда вы можете обойтись.
Синхронное и асинхронное программирование: что лучше?
Между асинхронным и синхронным программированием нет лучшего метода программирования по своей сути. Скорее, ключевым моментом является оценка ваших потребностей в программировании и выбор наиболее оптимального решения для ваших требований к программному обеспечению.
Источник: itanddigital.ru
Синхронная и асинхронная передача данных: терминология и отличия
Сегодня будем с вами разбираться, что такое синхронная и асинхронная передача данных в программировании и как они реализуются в разных языках.
Сложность современных компьютерных программ связана с длительными процессами, которые происходят «внутри». Бывают такие процессы, обработка которых требует много времени.
И если в процессе обработки такого процесса программа будет «стоять», то это чревато снижением продуктивности и вероятным и убыткам и . Для этого и придумано асинхронное программировани е , чтобы улучшить общую эффективность программы путем отмены блокирования основного потока программы.
Асинхронная передача данных — это современная популярная тенденция в разработке. Многие нынешние инструменты по программированию имеют собственные инструменты для реализации асинхронных задач. Никто не любит просто ждать, поэтому всегда нужно тщательно определять, когда налаживать синхронное, а когда — асинхронное взаимодействие программы.
Синхронное представление в быту
У нас есть некая занятая девушка, которая запланировала на вечер познакомить родителей со своим молодым человеком. Чтобы все прошло идеально, ей нужно:
- доделать дела на работе;
- подготовить вечерний наряд;
- сделать прическу, маникюр и накрасит ь ся;
- попросить маму накрыть на стол.
Без законченных дел на работе, подготовки вечернего наряда, приукрашивания себя самой и накрытого стола знакомство с родителями точно не состоится! Девушка живет в таком мире, что , пока не доделана одна работа, она не м ожет приступить к следующей.
Девушка берет телефон в руки и начинает звонить. Набрала маму и попросила на вечер накрыть стол. Мама принялась готовить. Девушка з аказала красивое вечернее платье и согласовала адрес его доставки. Съездила сделала себе маникюр и прическу. Наступил вечер, знакомство не состоялось.
Почему? Девушка была так занята подготовкой, что не успела доделать дела на работе, потому что целый день провела с телефоном , отдавая команды и ожидая подтверждения, что все готово.
Если бы девушка жила в асинхронном мире, то знакомство с родителями не зависело бы от накрытого стола или выглаженного платья. Отдав команды по телефону на выполнение необходимых задач, ей не пришлось бы постоянно перезванивать и спрашивать, все ли готово . Она бы спокойно выполняла свою основную работу, а все остальные просто отзвонились бы , как только ее команда была бы выполнена. И тогда знакомство бы состоялось.
Асинхронная передача данных в программировании
При синхронном программировании каждая функция, передающая данные , прежде чем приступить к своему выполнению , ожидает окончани я выполнения предыдущей. Если одна из функций выполняется очень долго, то программа может просто «зависнуть».
Асинхронная передача данных — это когда долго выполняемую функцию убирают из основного потока выполнения программы. Она не завершается, а продолжает работать в каком-нибудь другом месте. А сама программа не «зависает» и не «тормозит», а продолжает свое выполнение.
Рассмотрим на реальном примере, как происходит асинхронная передача данных. Допустим , у нас есть некий ресурс с фильмами. Пользователь заходит на ресурс. В фильтре указывает параметры для подбора какого-нибудь фильма и нажимает кнопку для старта фильтра. Ресурс отправит соответствующий запрос для поиска подходящих фильмов.
В целом такая обработка запроса на сервере может происходить довольно долго. Если ресурс будет работать синхронно, то его страница «зависнет» , пока не будет обработан запрос, соответственно , никак нельзя будет взаимодействовать со страницей, даже просто прокрутить ее вниз. Если ресурс будет работать асинхронно, тогда пользователь не замети т «подвисания» и сможет взаимодействовать со страницей , пока ресурс не выдаст ему результаты запроса.
То есть при работе ресурса с фильмами выполнение главного потока программы разделится на 2 части: одна будет поддерживать взаимодействие со страницей, а вторая будет отправлять запрос и ожидать ответа от сервера. Таких асинхронных задач в программе может быть несколько. Для большого их количества придумали даже специальную очередь, которая работает по принципу : кто первый пришел, тот первый ушел.
Терминология асинхронности
Когда организуется асинхронная передача данных, то неизбежно будут всплывать близкие к этому процессу термины . Все они связаны с асинхронным выполнением, но обозначают разные его варианты:
- Конкурентность. Данны й термин оз начает, что происходит одновременное выполнение нескольких задач. Эти задачи могут быть вообще не связаны друг с другом, поэтому не будет иметь значени я, какая из них завершит выполнение раньше, а какая — позже. Каждая такая задача формирует отдельный поток выполнения.
- Параллелизм. Данный термин подразумевает выполнение одной задачи несколькими потоками. То есть фактически происходит разделение одной задачи на несколько небольших частей. Все это делается для того, чтобы ускорить общее выполнение большой з а дачи.
- Многопоточность. Данный термин обозначает наличие нескольких потоков выполнения программы.
- Асинхронность. Данный термин означает, что начало и конец одной функции мо гут происходить в разных частях кода. Чтобы такая функция завершилась , должно пройти немного времени, но сколько точно — сказать невозможно.
Заключение
Синхронная и асинхронная передача данных может осуществляться во многих сферах. Мы показали на примере программирования, как работают синхронные и асинхронные события. У обоих подходов есть свои достоинства и недостатки, поэтому использовать их в своих программах нужно обдуманно.
Нельзя утверждать, что асинхронная передача данных — это единственно правильный подход. Это совсем не так, потому что синхронный подход тоже до сих пор очень популярен и часто используется.