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(shí)間9月3日消息，近日,，科學(xué)家取得了首個(gè)遠(yuǎn)程人對(duì)人大腦對(duì)接的成功,。研究者拉杰什·饒(Rajesh Rao)將一個(gè)大腦信號(hào)傳送到了網(wǎng)絡(luò)上,，并通過(guò)該信號(hào)控制了其同事安德烈·斯特科(Andrea Stocco)的手臂移動(dòng)——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(gè)人的大腦來(lái)指導(dǎo)另一個(gè)人的身體,，是一個(gè)非常了不起的突破。不過(guò),，其他一些意識(shí)控制的想法已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),，特別是在人機(jī)界面(HMIs)的領(lǐng)域。以下就是幾個(gè)人類大腦已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)的例子,。
作曲和彈奏音樂(lè)
沒(méi)錯(cuò),，音樂(lè)作曲總是出現(xiàn)在我們的腦海中。不過(guò)現(xiàn)在,，音樂(lè)家們可能不再需要借助活頁(yè)樂(lè)譜,，或者彈奏樂(lè)器了，他們可以直接利用思維來(lái)創(chuàng)造音樂(lè),。
頭戴式腦電圖(EEG)裝置可以記錄大腦工作時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào),，并無(wú)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(hào)與特殊的任務(wù)聯(lián)系起來(lái),。
例如，當(dāng)你在想著按下電腦屏幕上某個(gè)按鍵的時(shí)候,，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)腦電波模式,，電腦程序會(huì)識(shí)別這種模式并與按鍵的任務(wù)結(jié)合起來(lái)。在創(chuàng)作音樂(lè)時(shí)，類似的想法會(huì)與音符和聲音聯(lián)系起來(lái),，創(chuàng)造出一種直接來(lái)自大腦的音樂(lè)思維語(yǔ)言,。這種語(yǔ)言建立之后，用戶可以簡(jiǎn)單地用思維把樂(lè)譜變成現(xiàn)實(shí),，并在電腦上演奏出來(lái),。
如果想要了解更多有關(guān)意識(shí)創(chuàng)作音樂(lè)，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(lè)),。
屏蔽手機(jī)來(lái)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(kāi)發(fā)了一個(gè)名為“Good Times”的應(yīng)用程序,，能夠通過(guò)感知用戶腦電波的活動(dòng)來(lái)過(guò)濾手機(jī)來(lái)電,。今年早些時(shí)候，斯科爾奇奧尼贏得了AT&T(美國(guó)電話電報(bào)公司)手機(jī)應(yīng)用程序編程馬拉松活動(dòng)的獎(jiǎng)金,。這一iOS應(yīng)用采用了一款可愛(ài)的Necomimi貓耳頭箍,。這是一種可以讀取腦電波活動(dòng)的頭箍，能夠監(jiān)測(cè)大腦的活動(dòng),。如果用戶的大腦正忙于其他任務(wù)，那它就會(huì)將手機(jī)來(lái)電轉(zhuǎn)移到語(yǔ)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(huì)接通來(lái)電。
有了3萬(wàn)美元的編程馬拉松獎(jiǎng)金,，斯科爾奇奧尼正著手對(duì)其原型機(jī)進(jìn)行微調(diào),。他將此視為人類大腦能直接控制移動(dòng)設(shè)備及個(gè)人環(huán)境的第一步?；蛟S將來(lái)的某一天,，這個(gè)應(yīng)用程序能具有更多大腦驅(qū)動(dòng)、不需要進(jìn)行輸入的移動(dòng)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(hào)來(lái)選擇最契合的音樂(lè)，最大可能地滿足個(gè)人的喜好,。
創(chuàng)造三維物體
有沒(méi)有可能想到什么東西就把它做出來(lái)呢,？或許現(xiàn)在還達(dá)不到那個(gè)程度。不過(guò),，一家智利公司已經(jīng)宣稱,，第一個(gè)單純依靠思維創(chuàng)造出來(lái)的物品已經(jīng)出現(xiàn)了——同時(shí)出現(xiàn)的還有最新的、功能越來(lái)越強(qiáng)大的3D打印機(jī),。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(shí)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(lái)繪制佩戴者的腦電波,，之后該公司自己開(kāi)發(fā)的軟件“Emotional Evolutionary Design”(情感進(jìn)化設(shè)計(jì))在電腦屏幕上將“組建模塊”的形狀顯示出來(lái),。
從一個(gè)基本的圖形開(kāi)始,，這些形狀不斷變化和“進(jìn)化”，而用戶對(duì)每個(gè)變化所產(chǎn)生的正面和負(fù)面情緒都會(huì)被頭箍監(jiān)測(cè)到,。軟件對(duì)大腦的反饋進(jìn)行分析,，接受度更高的形狀和變化會(huì)被保留下來(lái)，并依此擴(kuò)展,；而令人厭煩的形狀變化則會(huì)被拋棄,。這一過(guò)程不斷重復(fù)，直到遵循設(shè)計(jì)者思維的物品最終成型,，并制作出來(lái),。
Thinker Thing公司的“怪物夢(mèng)想家”(Monster Dreamer)項(xiàng)目為學(xué)齡兒童提供了發(fā)揮想象力的機(jī)會(huì)。他們可以借助軟件將夢(mèng)想中的怪物在幾分鐘之內(nèi)制造出來(lái),。
駕駛輪椅及汽車
對(duì)殘疾人來(lái)說(shuō),，運(yùn)用意識(shí)來(lái)移動(dòng)交通工具將是改變?nèi)松囊淮笸黄啤,？茖W(xué)家為此在輪椅及其他設(shè)備上進(jìn)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(lái)了福音,。
2009年,，日本豐田公司和RIKEN實(shí)驗(yàn)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(dòng)的頭箍,，并能將腦電波信號(hào)在125千分之一秒內(nèi)轉(zhuǎn)換成方向命令,，準(zhǔn)確率高達(dá)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(lái),，從而避免與途中的物體發(fā)生相撞,。這一系統(tǒng)還簡(jiǎn)化了操作，因?yàn)橛脩舨恍枰恢辈粩嗟孛钶喴胃淖兎较?。該軟件只需要處理一個(gè)單向命令,，并自動(dòng)重復(fù)，直到成功地完成導(dǎo)航,。
德國(guó)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(tuán)隊(duì)采用了一輛能自動(dòng)行駛的大眾帕薩特——無(wú)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(guò)操控屏幕上的虛擬多維數(shù)據(jù)集來(lái)產(chǎn)生可是別的思維命令，如“向左轉(zhuǎn)”等,。車上的電腦會(huì)分析每次駕駛者思考時(shí)的腦電波信號(hào),，并將其轉(zhuǎn)化為車輛本身可以識(shí)別的命令。
研究團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)期來(lái)看，諸如此類的人機(jī)界面在與自動(dòng)駕駛汽車的結(jié)合中具有很大的潛力,。例如,，當(dāng)你在十字路口時(shí)只需要決定往哪走，自動(dòng)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(jī)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(jué)”,。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(lái)，向大腦發(fā)送感覺(jué)信號(hào),，產(chǎn)生類似“觸覺(jué)”的體驗(yàn),，使用者由此也可以不單單借助視覺(jué)來(lái)進(jìn)行操作。許多平常人輕而易舉就能完成的動(dòng)作,，如從購(gòu)物袋中取出不同的物品等,，用義肢就很難實(shí)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(chǔ)大學(xué)的研究者與美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)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(jìn)義肢的研制中處于領(lǐng)先地位,，部分原因是自2000年開(kāi)始，已經(jīng)有超過(guò)2000名美軍服役人員經(jīng)歷過(guò)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(guò)一種名為“靶向肌肉神經(jīng)再支配”的技術(shù)對(duì)大腦到手臂的信號(hào)進(jìn)行高效傳輸。這一過(guò)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(dòng)作,。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，安裝這種義肢的人可以通過(guò)思維控制手臂,，完成喝咖啡,、彈網(wǎng)球等動(dòng)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)
