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大学研究“意念控制” 已可用思维操控机器人(图)

2015年08月11日 09:35 来源: 大河报  参与互动()

郑州信大研究“意念控制”已可用思维操控机器人

闫教授等人正在试验用大脑的意念控制机器人

  □记者王灿李晓敏文白周峰摄影

  核心提示丨不用手握方向盘,不用脚踩油门、刹车,只要用“脑”想一想,就能开汽车;在自家门口,不用伸手,脑袋一想,即可轻松开门、使用厨房电器……你觉得这是科幻片?但它正在成为现实。

  昨天,记者了解到,在解放军信息工程大学,有这么一支团队正在研究用意念控制物体。今年底,解放军信息工程大学信息系统工程学院“脑机协同信息处理”实验室的国家863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”也将正式结项。

  现场“意念”控制机器人行走

  昨天,解放军信息工程大学“脑机协同”实验室内,两个小巧可爱的机器人进行着前进、转向动作。但让你想不到的是,它们的这些动作并非由人手工操纵,而是由人脑直接进行控制。

  机器人旁边的凳子上,测试人员头戴一顶“帽子”,并无发出声音指令,但机器人会突然做出前进、后退、抓握动作。

  “它是用人的意念控制的,只要把一块电极贴在额头上,然后动动脑子想一想,它就会实现相应的动作。”脑机协同信息处理实验室主任闫镔说,测试人员所戴的帽子是脑电波电极帽,能够采集人的脑电波传送到计算机中。

  “我们可以从这些脑电波信号中读取人的想法,然后通过计算机把人的想法转换成机器人的控制指令,并通过无线装置发送给它。这样,我们就可以通过大脑的想法来控制机器人完成一定的指令动作。”

  突破大脑信息可解读、可控制

  自2005年解放军信息工程大学“脑机协同”课题启动以来,他们为这个实现人类“超能力”的“大游戏”,已经花费了整整10年时间。

  闫镔说,目前他们已研究出如何用人脑“意念”来控制一些工具和设备,如无人机的起落、轮椅运动转弯、手机自动拨号等。“以后脑控汽车,甚至说以后所有的家电都可以用脑去控制。”闫镔说。

  而“脑机协同信息处理”实验室正研发国家863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”项目也将在今年底正式结项。项目研发中“视觉重构技术”取得重要突破。所谓“视觉重构”就是人眼所看到的画面,通过电脑可进行重组显示。

  在河南省人民医院磁共振室,闫镔曾做过一个“大脑视觉信息重构”的实验。受试者躺在一台大型磁共振设备里,他会依次看到C、H、I、N、A五个字母,磁共振设备将会采集他大脑视功能区的微弱信号,传到计算机里,然后经过处理,最终还原重构出他看到的视觉图像。

  据介绍,人获取的信息,80%以上是靠视觉获取的,人看到的物品,都能在视觉皮层有一个体现。

  “图像重构是要把图像中的每一点都精确地计算出来,困难也更大。”闫镔介绍,目前他们采集的数据准确率基本可以达到70%。

  运用160多位脑手术病人获益

  “脑机协同”其实已开始在我省医学领域使用。

  今年4月,在解放军153医院神经外科内,31岁的刘先生正在为手术前做准备。刘先生是一名脑肿瘤患者,需要马上手术。由于肿瘤较大,他原有脑功能区已经移位,这时就需要对脑功能区再定位,如果定位不准,手术一旦触碰到控制行动的脑区部分,那么患者很有可能会瘫痪。

  此时,这项技术就派上了用场。“动左手,停止,动右脚,停止……”在闫镔的指令下,刘先生做着相应的动作,而通过一台特殊的仪器,刘先生的这些反应清晰地呈现出来。

  “这个红色的是功能区,白色的就是肿瘤的位置,可以看出它们之间的关系。”闫镔介绍。根据这些数据,医生成功地为刘先生切除了肿瘤。

  “我们从2009年开始合作,到现在大概有160多例病人在手术前运用这个技术进行定位。”解放军153医院神经外科博士郭效东说,这些病人主要是脑肿瘤病人、癫痫病人和脑血管病人。

  未来日常生活将更加便捷

  “未来,我们要实现的是人眼看到什么,计算机就能准确呈现出什么。”闫镔说。

  他举了个例子,“了解一部手机的信息,原来没有图片搜索的时候,你只能看看牌子去查,现在有了图片搜索,你拍一下手机的样子,在网上搜就能找到,未来就是你的眼睛看到这个手机,检索系统直接读取你的脑信号,和电脑联网,直接去搜了,马上反馈给你。”

  闫镔说,新的技术可以带来新的行业的出现,在西方已经有人在做神经经济学、神经营销学等相关的行业,把科学和人们的生活连接起来。

  近几年,脑科学与认知科学研究取得突破性进展,欧、美、日相继启动各种人脑计划,中国也将全面启动自己的脑科学计划。

  目前,“中国脑计划”已经获得国务院批示,并列为“事关我国未来发展的重大科技项目”之一,将从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向全面启动。

  “未来,可能你下班路上,想一下,屋里空调就会直接打开;残障人士、脊髓损伤、中风以及其他神经肌肉退化的病人生活质量可以提高……”闫镔说,“人类大脑是世间最有力、最复杂的事物,我们一直在寻找能够驾驭它的神奇力量。”

  >>>大河小科普

  什么是“意念控制”?

  “意念”操控,是利用人类的脑波操控,相关的科学研究已经超过半个世纪。

  通俗地讲,人类在进行各项生理活动时都在放电。用科学仪器测量大脑的电位活动,在荧幕上就会显示出波浪一样的图形,这就是“脑波”。脑波活动具有一定的规律性特征,和大脑的意识存在某种程度的对应关系。人在兴奋、紧张、昏迷等不同状态之下,脑电波的频率会有明显的不同。

  正是因为脑波具有这种随着情绪波动而变化的特性,人类对于脑波的开发利用成为了可能。在人脑与计算机等外部设备之间建立直接的连接通路,通过对于脑电波信息的分析解读,将其进一步转化为相应的动作,就是用“意念”操控物体的基本原理。

【编辑:唐云云】

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