2013年09月03日 09:13
人體大腦和部分脊柱的核磁共振(MRI)圖像
新浪環(huán)球地理訊 北京時間9月3日消息，近日,，科學(xué)家取得了首個遠程人對人大腦對接的成功,。研究者拉杰什·饒(Rajesh Rao)將一個大腦信號傳送到了網(wǎng)絡(luò)上，并通過該信號控制了其同事安德烈·斯特科(Andrea Stocco)的手臂移動——后者一直坐在一路之隔的華盛頓大學(xué)校園中,。
以互聯(lián)網(wǎng)為媒介,，利用某個人的大腦來指導(dǎo)另一個人的身體，是一個非常了不起的突破,。不過,，其他一些意識控制的想法已經(jīng)成為現(xiàn)實，特別是在人機界面(HMIs)的領(lǐng)域,。以下就是幾個人類大腦已經(jīng)能實現(xiàn)的例子,。
作曲和彈奏音樂
沒錯，音樂作曲總是出現(xiàn)在我們的腦海中,。不過現(xiàn)在,，音樂家們可能不再需要借助活頁樂譜，或者彈奏樂器了,，他們可以直接利用思維來創(chuàng)造音樂,。
頭戴式腦電圖(EEG)裝置可以記錄大腦工作時產(chǎn)生的電信號，并無線連接至電腦,。佩戴者還可以訓(xùn)練自己的思維,，使腦電波信號與特殊的任務(wù)聯(lián)系起來。
例如,，當你在想著按下電腦屏幕上某個按鍵的時候,，就會產(chǎn)生一個腦電波模式，電腦程序會識別這種模式并與按鍵的任務(wù)結(jié)合起來。在創(chuàng)作音樂時,，類似的想法會與音符和聲音聯(lián)系起來,，創(chuàng)造出一種直接來自大腦的音樂思維語言。這種語言建立之后,，用戶可以簡單地用思維把樂譜變成現(xiàn)實,，并在電腦上演奏出來。
如果想要了解更多有關(guān)意識創(chuàng)作音樂,，以及其他形式藝術(shù)的例子,，可以在密歇根大學(xué)的網(wǎng)站上搜索“MiND ensemble”(神經(jīng)元維度上的音樂),。
屏蔽手機來電
神經(jīng)科學(xué)家,、前軟件工程師魯杰羅·斯科爾奇奧尼(Ruggero Scorcioni)開發(fā)了一個名為“Good Times”的應(yīng)用程序，能夠通過感知用戶腦電波的活動來過濾手機來電,。今年早些時候,，斯科爾奇奧尼贏得了AT&T(美國電話電報公司)手機應(yīng)用程序編程馬拉松活動的獎金。這一iOS應(yīng)用采用了一款可愛的Necomimi貓耳頭箍,。這是一種可以讀取腦電波活動的頭箍,，能夠監(jiān)測大腦的活動。如果用戶的大腦正忙于其他任務(wù),，那它就會將手機來電轉(zhuǎn)移到語音信箱,； 如果用戶大腦處于可接收信息的狀態(tài)，該應(yīng)用就會接通來電,。
有了3萬美元的編程馬拉松獎金,，斯科爾奇奧尼正著手對其原型機進行微調(diào)。他將此視為人類大腦能直接控制移動設(shè)備及個人環(huán)境的第一步,?；蛟S將來的某一天，這個應(yīng)用程序能具有更多大腦驅(qū)動,、不需要進行輸入的移動設(shè)備功能,，如“Good Tunes”的概念。Good Tunes可以根據(jù)佩戴者的腦電波信號來選擇最契合的音樂,，最大可能地滿足個人的喜好,。
創(chuàng)造三維物體
有沒有可能想到什么東西就把它做出來呢？或許現(xiàn)在還達不到那個程度,。不過,，一家智利公司已經(jīng)宣稱，第一個單純依靠思維創(chuàng)造出來的物品已經(jīng)出現(xiàn)了——同時出現(xiàn)的還有最新的,、功能越來越強大的3D打印機,。2012年1月，位于智利圣地亞哥的Thinker Thing公司的首席技術(shù)官喬治·拉斯科沃斯基(George Laskowsky)實現(xiàn)了這一突破。
Thinker Thing公司的系統(tǒng)采用了Emotiv EPOC腦電波頭箍來繪制佩戴者的腦電波,，之后該公司自己開發(fā)的軟件“Emotional Evolutionary Design”(情感進化設(shè)計)在電腦屏幕上將“組建模塊”的形狀顯示出來,。
從一個基本的圖形開始，這些形狀不斷變化和“進化”,，而用戶對每個變化所產(chǎn)生的正面和負面情緒都會被頭箍監(jiān)測到,。軟件對大腦的反饋進行分析，接受度更高的形狀和變化會被保留下來,，并依此擴展,；而令人厭煩的形狀變化則會被拋棄。這一過程不斷重復(fù),，直到遵循設(shè)計者思維的物品最終成型,，并制作出來。
Thinker Thing公司的“怪物夢想家”(Monster Dreamer)項目為學(xué)齡兒童提供了發(fā)揮想象力的機會,。他們可以借助軟件將夢想中的怪物在幾分鐘之內(nèi)制造出來,。
駕駛輪椅及汽車
對殘疾人來說，運用意識來移動交通工具將是改變?nèi)松囊淮笸黄??？茖W(xué)家為此在輪椅及其他設(shè)備上進行了多年的研究，并為那些失去身體控制能力,，但又思維清晰的人們帶來了福音,。
2009年，日本豐田公司和RIKEN實驗室的科學(xué)家發(fā)布了一款思維控制的輪椅,。該輪椅采用了能感受腦電波活動的頭箍,，并能將腦電波信號在125千分之一秒內(nèi)轉(zhuǎn)換成方向命令，準確率高達95%,。
在位于瑞士洛桑的聯(lián)邦技術(shù)研究所,，科學(xué)家加入了“共享控制”的概念。他們研制的輪椅軟件能夠分析周圍混亂的環(huán)境,，并將獲得的信息與駕駛者的大腦命令結(jié)合起來,，從而避免與途中的物體發(fā)生相撞。這一系統(tǒng)還簡化了操作,，因為用戶不需要一直不斷地命令輪椅改變方向,。該軟件只需要處理一個單向命令，并自動重復(fù),，直到成功地完成導(dǎo)航,。
德國柏林自由大學(xué)的工程師已經(jīng)嘗試將這一概念用在公路上，研制能夠由駕駛者部分思維控制的汽車,。研究團隊采用了一輛能自動行駛的大眾帕薩特——無人駕駛車輛的新類型之一——并在上面裝上了一套電腦和軟件系統(tǒng),，與Emotiv公司的商用腦電波掃描頭箍一起使用,。
駕駛者首先要接受訓(xùn)練，通過操控屏幕上的虛擬多維數(shù)據(jù)集來產(chǎn)生可是別的思維命令,，如“向左轉(zhuǎn)”等,。車上的電腦會分析每次駕駛者思考時的腦電波信號，并將其轉(zhuǎn)化為車輛本身可以識別的命令,。
研究團隊在其網(wǎng)站上聲明,，這一名為“Brain Driver”的應(yīng)用程序還不能適用于公路上，“但長期來看,，諸如此類的人機界面在與自動駕駛汽車的結(jié)合中具有很大的潛力,。例如，當你在十字路口時只需要決定往哪走,，自動駕駛汽車就可以一直載你回家,。”
“仿生”肢體
在某些情況下,，人機界面正逐漸成為人體的一部分,。一款新的義肢甚至提供了類似自然肢體的“觸覺”,。它能將使用者的神經(jīng)系統(tǒng)與殘缺肢體上的神經(jīng)元聯(lián)系起來,，向大腦發(fā)送感覺信號，產(chǎn)生類似“觸覺”的體驗,，使用者由此也可以不單單借助視覺來進行操作,。許多平常人輕而易舉就能完成的動作，如從購物袋中取出不同的物品等,，用義肢就很難實現(xiàn),，這一技術(shù)的出現(xiàn)使安裝義肢的人也能完成類似的任務(wù)。
凱斯西儲大學(xué)的研究者與美國國防部高級研究計劃局(DARPA)合作研發(fā)了這種義肢,，并在2013年5月公之于眾,。DARPA在先進義肢的研制中處于領(lǐng)先地位，部分原因是自2000年開始,，已經(jīng)有超過2000名美軍服役人員經(jīng)歷過截肢手術(shù),。
另一款由DARPA支持研制的義肢采用了相反的思路，即通過一種名為“靶向肌肉神經(jīng)再支配”的技術(shù)對大腦到手臂的信號進行高效傳輸,。這一過程將被截肢體上的神經(jīng)重新連接,，使大腦能夠?qū)αx肢做更多自然的控制——有些甚至能做到不可思議的動作。經(jīng)過訓(xùn)練,，安裝這種義肢的人可以通過思維控制手臂,，完成喝咖啡、彈網(wǎng)球等動作,。專家稱,，在某些情況下，義肢已經(jīng)可以發(fā)揮比重傷肢體更多的功能。(任天)
