戴着脑电帽控制机械臂写汉字人与机器的界限被打破?(2)
当我们思考的时候,大脑神经元会同步放电,这些信号被称为脑电波。脑电波中蕴藏人类思维活动的意识信息,脑中冒出不同的念头,脑电信号就会随之变化。理论上,只要人能够清楚脑电波与思维活动的直接关系,就能够通过识别脑电波反推出人的想法。
脑机接口正是通过研究脑电波来解读人类想法的技术。许敏鹏解释,人脑中的想法目前是通过外周神经系统、肌肉组织或语言等方式表达出来,而脑机接口则绕过这些传统的路径,直接在大脑和计算机之间建立联系。“再说直白一点,我们的脑子里想什么,通过脑机接口,计算机就能够直接读取出来。”
打破人与机器的界限?
两个人集中全部注意力、花去3分钟写出一个汉字,显然还无法让人满意。
上世纪60年代,美国航空航天局(NASA)的科学家首次提出“赛博格”(Cyborg)一词,即人与电子机械的统一体。漫威电影中半人半机械的超能人、《机械战警》中的机械义肢都在彰显着一种欲望——人要打破与机器泾渭分明的界限。
机器能弥补残障人士生理缺陷,成为其身体的一部分。2014年,一位高位截瘫少年控制机械外骨骼为巴西世界杯赛开出第一脚球。
那一年,天津大学的神经工程团队自主研发出“神工系列”人工康复机器人系统,并在多家医院投入临床使用,通过脑控技术帮助中风偏瘫患者恢复运动功能。中风患者的身体不听使唤,但体内中枢神经系统原有储存的运动“流程图”可能保存完整或部分存在。在传统的康复治疗中,大脑的参与程度低,难以实现坏损脑区及周围脑区的功能重建,是影响康复效果的重要因素之一。
有一种疗法,是让患者在大脑中反复进行肢体运动想象,不断唤醒相关运动记忆,以激活大脑相关区域,提高运动功能。但长期以来,这种方法缺乏客观评价指标,无法实时监测大脑活动状态,也难以及时进行效果反馈。
为了改善这种疗法,天大团队的“神工”脑机接口检测患者在进行运动想象时的运动意图,触发模拟神经冲动的电刺激,促使肌肉主动收缩,又带动骨骼和关节自主动作。这就相当于在患者体外仿生构筑了一条完整的人工神经通路,形成一个“脑-机-人体”的信息环路。
在天津市人民医院,一位85岁的老人接受了运用脑机接口技术的治疗。他因脑卒中导致右侧手脚瘫痪。辅助康复的研究员说,新疗法对老人腿部的影响明显。“他之前可能只能站一两分钟,现在能站五六分钟了,行走50米左右。”
机器破译并传输大脑指令,再把指令交给身体执行。原理看似简单,实施起来则异常困难。按照设想,第三代“神工”将化作一个体积更小的可穿戴便携设备,尝试辅助患者完成更多复杂而精细的肢体动作,同时监测大脑状态,及时调整康复训练模式。
2016年,天大团队联合中国航天员中心研制了国际首套空间站在轨脑机接口系统,成功完成人类历史上首次太空脑机交互实验。明东认为,这是在太空环境中最理想的人机交互方式。脑控技术能让航天员无需说话和动作就能发出操作指令,还能监测其脑力负荷等神经功能状态。
今年,该团队又率先实现了对无人机“4自由度”、12指令的连续实时脑控。
脑控智能轮椅、脑控打字机、脑控智能义肢都发展中。韩锦猜想,未来的脑机接口,体积小到完全可以埋在头发下面,让别人看不见。它可以让大脑与手机相连,接打电话;也可以和家里的智能家电相连,开灯、拉窗帘,输入防盗门密码等。
脑洞再大一点,也许未来还可以实现“脑对脑”心灵相通。
各种担心也随之而来,听上去最可怕的是,“假如我们的意识被机器绑架或人为操控怎么办”。许敏鹏表示,目前人机交互的前提是双方遵守共同的约定,如果人类不愿意被读取大脑信息,那么连接就无法进行,“我们只迈出了很小的一步”。
正如火带来文明,也带来危险。明东认为:“人机技术一直在进化,未来人一定都会和机器产生有效连接。”他特别喜欢一句话,当人类挥起锄头的那一瞬间,锄头已经成为人身体延长的一部分了。
中青报·中青网记者 胡春艳
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