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人脑思维对机器人的直接控制:脑机接口的前景与弊端

2018-03-27 09:01栏目:简讯

原标题:人脑思维对机器人的直接控制:脑机接口的前景与弊端

图片来源:视觉中国

图片来源:视觉中国

英国著名物理学家斯蒂芬·霍金的去世让全球人民悲痛不已,我们在缅怀巨星的同时,也可能还在疑惑,全身不能动的霍金这位科学巨人是怎么与世界对话?在微博视频中,霍金借助于轮椅上的设备回答了TFBOYS成员王俊凯的问题,这台轮椅早已成为这名科学巨人的一部分。那这台轮椅是怎么实现让无法行动和说话的霍金和人类交流的呢?

脑机接口研究进展到什么程度?

其实了解这个轮椅的大概知道背后正是脑机接口在赋能,那到底什么是脑机接口,目前发展得怎么样,今日智能相对论(微信ID:aixdlun)就稍作总结。

1、三次轮椅升级代表脑机接口的进步和飞跃。

实际上,霍金的轮椅进行过三次轮升级,这也就代表科技的三次进步和飞跃。

1985年,因患肺炎而做气管切开手术后,霍金被彻底剥夺了说话的能力。当时,美国加利福尼亚州一位名叫瓦特·沃尔托兹的电脑工程师为霍金设计了一个名为“平等器”的电脑程序。而后,剑桥调节通讯公司的大卫·梅森又改进了这套设备,每分钟可“说”出15个词,还可以把文字直接打印出来。

2005年之后,霍金彻底丧失了运动能力——连手指都不能活动了。英特尔的创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)为他设计了2.0版的轮椅。霍金说话时面部肌肉的收缩和舒张来激活辅助系统,并用眼球控制红外线发射器,选定在屏幕中轮流出现的英文字母。

到了2011年,他的病情进一步恶化,英特尔首席技术官贾斯汀·拉特纳(Justin Rattner)组建了一个人机交流技术团队,对霍金的设备进行了改造升级,研发了一个可供所有残障人士使用的交互系统工具包(辅助情境感知工具包,简称ACAT)。霍金轮椅可谓升级到2.1版。升级后的软件集成了SwiftKey人工智能预测技术。

不过,大家都知道,2.1版的霍金轮椅在某一天会因为主人病情的不幸加重而无法使用,因此,人机交流专家已经开始设计3.0版智能轮椅,所有重度残障人都可能受益于此。

另外,美国航天总署艾姆斯研究中心研发了一项技术,不仅可以让残障人自主控制电动轮椅,而且能够将思想(想说的话)传送到语音合成器,让后者“说话”。

同样,使用者想说什么话,也可以通过软件探测到,并向语音合成器传输指令,让后者替使用者“发声”。这对世人来说绝对是个好消息。

2、目前的现状:大公司小团队整整齐齐向里冲。

神奇的人类大脑蕴含着巨大的复杂性与丰富的未解之谜。读懂“三磅宇宙”、打通大脑与机器之间的联结、实现人工智能与人类大脑之间的交互,成为各国科学家研究的热点。期间诸多巨头和全球顶级科研机构都参与了进来。

埃隆·马斯克(Elon Musk)日前创立了一家名为“Neuralink”的新公司,专门“研发将人脑与计算机相连的超高带宽脑机接口技术”。他们正在研发“全脑接口”(whole brain interface),即一连串与大脑相连的微型电极,可让我们与世界进行无线交流。利用该技术,我们无需动笔或张口,就能分享自己的喜怒哀乐。

美国波士顿大学和麻省理工学院联合已研发出全新的反馈系统,可使机器人适应人类思维模式,实现人脑对机器人的实时直接控制。

目前神经学界也正在进行一个叫做「人类连接组计划」(Human Connectome Project)的计划。科学家们希望通过这个计划建立一张完整的人类大脑图谱。人类之前从来没有涉足过这种规模的大脑图谱。这个计划需要把人脑切成难以置信的薄片——厚度大约为 30 纳米,相当于 1/33000 毫米。(这张图片是一台机器正在一个鼠脑上切片)。

2016年10月21日,由中国自主研发的在轨脑-机交互系统在天宫二号上成功实现了人类首次太空脑-机交互实验。该系统的建立和成功测试为未来深入开展先进交互技术在轨适应性研究和技术应用起到了重要推动作用。

大家如此积极参与的目的只有一个,那就是通过机器帮助与那些需要帮助的人,和同霍金一样,可以重新和世界进行沟通。

3、最大的难点:如何从大脑中输出正确的信息以及将正确的信息输入到大脑?

你在看这句话时,你的眼睛正在做出一系列特定的水平动作。这是大脑神经元将信息输出到一台机器(你的双眼),机器接收命令并作出响应。

当你的双眼以正确的方式移动时,屏幕发射的光子会进入你的视网膜,刺激皮质枕叶中的神经元,让这些文字的图像进入你的思维。过程中,输入及输出信息是大脑神经元的工作,脑机接口想做的就是介入到这个过程当中。