用意念開(kāi)飛機(jī)這事兒究竟是怎么實(shí)現(xiàn)的？

    用意念開(kāi)飛機(jī)這事兒究竟是怎么實(shí)現(xiàn)的？現(xiàn)代意念控制技術(shù)的研究興起于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)研究人員剛剛發(fā)現(xiàn)人類腦電活動(dòng)，并開(kāi)發(fā)出單電極腦電描記技術(shù)，用以貼在頭皮上記錄腦電活動(dòng)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元通過(guò)電子“尖峰”傳遞信息，這可被極細(xì)的金屬絲（電極）記錄下來(lái)。1969年，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)猴子可以通過(guò)大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)中神經(jīng)元的活動(dòng)來(lái)使生物反饋儀的指針發(fā)生偏斜。運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)是大腦中計(jì)劃和支配軀體運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，這是科學(xué)家首次證實(shí)腦電波可以控制外部設(shè)備。但菲茲沒(méi)有意識(shí)到，他創(chuàng)造了世界上首個(gè)腦機(jī)接口。

    30年前，生理學(xué)家們開(kāi)始記錄許多動(dòng)物的神經(jīng)元發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們的整個(gè)運(yùn)動(dòng)皮層的腦電信號(hào)都會(huì)增強(qiáng)，連接特定運(yùn)動(dòng)的單個(gè)神經(jīng)元速度也會(huì)加快。如果你記錄下足夠多的神經(jīng)元的信號(hào)，就可以得出某個(gè)人正在做什么或想要做什么的大致猜測(cè)。研究人員開(kāi)發(fā)出算法，重建運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元的活動(dòng)，并在1980年發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元與手臂移動(dòng)方向之間的關(guān)系。自從20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，研究人員已經(jīng)可以捕捉復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)皮層信號(hào)，并記錄多個(gè)神經(jīng)元的運(yùn)動(dòng)，利用它們控制電子設(shè)備，建立我們稱之為意念控制技術(shù)的腦機(jī)接口。

    腦機(jī)交互的出現(xiàn)，為癱瘓病人控制電腦或輪椅等設(shè)備提供了希望，通過(guò)戴上帽子和接受學(xué)習(xí)控制設(shè)備的訓(xùn)練，比如將輪椅想象成身體的一部分，或利觸發(fā)特定的心理任務(wù)指令來(lái)控制輪椅等。但是EEG的精確度有限，且只能發(fā)現(xiàn)有限的指令。而在復(fù)雜環(huán)境中控制輪椅活動(dòng)通常令人心力交瘁，創(chuàng)造計(jì)算機(jī)能夠解釋的更清晰的信號(hào)也非常困難。為此，科學(xué)家們開(kāi)始嘗試分享控制，即將大腦控制與人工智能相結(jié)合，后者是能夠幫助將粗略鬧心好變成更復(fù)雜指令的技術(shù)。有了分享控制技術(shù)，病人無(wú)需不斷下令輪椅前進(jìn)，而只需要下達(dá)指令1次，其余可交給軟件接管。利用這種技術(shù)，許多癱瘓病人已可利用意念控制機(jī)器臂。

    在實(shí)現(xiàn)駕駛飛機(jī)之前意念控制技術(shù)已經(jīng)造福了大量殘疾人

    如果說(shuō)VR改變了我們觀看世界的方式，語(yǔ)音技術(shù)改變我們聽(tīng)說(shuō)世界的方式，那么意念控制技術(shù)將會(huì)徹底改變我們與世界交互的方式。它可以幫助殘障人士更好地與世界互動(dòng)；控制機(jī)器人替身去完成高風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)作業(yè)；探知大腦工作原理，治療精神疾病患者；改變?nèi)祟惖纳缃环绞揭约叭伺c機(jī)器和諧相處。

    現(xiàn)在，許多意念控制設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，比如有線頭骨帽（可玩視頻游戲）、風(fēng)扇（可通過(guò)腦電波吹風(fēng)）等。佩戴BBC iPlayer新耳機(jī)的用戶只需集中注意力就可以實(shí)現(xiàn)換臺(tái)，約翰-霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的工程師們可通過(guò)意念控制機(jī)械手臂。美國(guó)也開(kāi)發(fā)了擁有“近自然觸覺(jué)”的智能假肢，人們不僅可利用意念操作假肢，還能感受到假肢正在接觸物品的感受。

    又如文章開(kāi)頭我們介紹的霍尼韋爾航空研究所開(kāi)發(fā)的意念駕駛飛機(jī)技術(shù)，只需要經(jīng)過(guò)短暫訓(xùn)練，飛行員就可利用思維的力量控制飛機(jī)；葡萄牙公司則開(kāi)發(fā)出類似意念控制的無(wú)人機(jī)。

    醫(yī)學(xué)界正為身體癱瘓或失去肢體的人創(chuàng)造更先進(jìn)的選擇。去年，一名癱瘓女子的左腦被植入小型傳感器，幫助她控制藍(lán)牙鼠標(biāo)，以操控平板電腦的觸摸屏。約翰-霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的醫(yī)生們?cè)?名年輕人的運(yùn)動(dòng)皮層上安裝了128個(gè)電極傳感器，幫助控制其仿生手臂運(yùn)動(dòng)。

    在改變世界創(chuàng)意峰會(huì)上，還有人提及為盲人創(chuàng)造“仿生眼”。這個(gè)創(chuàng)意原理是，眼鏡會(huì)直接將信號(hào)傳輸給大腦視覺(jué)皮層中的植入物，這可以幫助盲人提高85%的視覺(jué)。由于信息直接反射給大腦，這種技術(shù)承諾將可幫助那些視網(wǎng)膜植入無(wú)效的人。預(yù)計(jì)，此類技術(shù)的人體實(shí)驗(yàn)最早將從2017年開(kāi)始。

    不損傷顱骨接收清晰腦電波信號(hào)的方式嗎？

    從理論上講，人類沒(méi)有理由不能穿上用意念控制的仿生服，就像科幻電影《鋼鐵俠》中的小羅伯特·唐尼（Robert Downey Jnr）身穿的戰(zhàn)甲。此外，我們的大腦也應(yīng)該能變成萬(wàn)能遙控器，可以控制房間里的所有設(shè)備。但是即使有了最好的技術(shù)，將大腦與機(jī)器相連也存在極大風(fēng)險(xiǎn)。

    當(dāng)前的意念控制設(shè)備還無(wú)法為你提供控制“鋼鐵俠”戰(zhàn)甲那樣的敏捷和力量。此外，它們還存在重大缺陷，需要通過(guò)頭上的信號(hào)器讀取你的腦電活動(dòng)信號(hào)。為了清晰解讀大腦電子信號(hào)，醫(yī)生們必須打開(kāi)或刺穿顱骨，在大腦表面上直接植入電極。這種手術(shù)顯然非常危險(xiǎn)，術(shù)后在電極周圍也會(huì)留下傷疤。

    此外，隨著時(shí)間推移，植入物將逐漸停止記錄，控制手臂將變得更加困難。而對(duì)于電子部件來(lái)說(shuō)，電腦是個(gè)充滿敵意的環(huán)境。隨著時(shí)間推移，電子元件將被疤痕組織掩蓋，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元會(huì)越來(lái)越少。科學(xué)家們正建造越來(lái)越的解碼器（解讀神經(jīng)元信號(hào)的軟件），并嘗試更具雄心的項(xiàng)目。

    當(dāng)然，也有不太引人注意的方式，盡管其目前僅在綿羊身上進(jìn)行過(guò)測(cè)試。澳大利亞多個(gè)機(jī)構(gòu)的研究人員正研發(fā)一種設(shè)備，它的體積很小，可棲身在人類血管中。醫(yī)生們會(huì)將細(xì)長(zhǎng)的彈性支架插入腹股溝的血管中，然后引導(dǎo)設(shè)備進(jìn)入人體，最終達(dá)到運(yùn)動(dòng)皮層，也就是大腦的運(yùn)動(dòng)指令中心。這種微型設(shè)備會(huì)停留在血管中，時(shí)刻收集腦電信號(hào)。最終，如果能實(shí)現(xiàn)這種設(shè)備與外骨骼“對(duì)話”，將幫助失去肢體的人恢復(fù)行動(dòng)能力。截肢癱瘓或四肢癱瘓的病人，包括那些最近受傷的年輕人，最早將于2017年年末就可以申請(qǐng)接受測(cè)試。如果人體上的試驗(yàn)取得成功，最早可能在6年內(nèi)投入商用。

    雖然插入支架比顱骨手術(shù)的創(chuàng)傷小，但目前的研發(fā)技術(shù)依然需要向人類大腦中植入外來(lái)物體。對(duì)于那些想要重新恢復(fù)移動(dòng)能力的人來(lái)說(shuō)，需要權(quán)衡安全性。

    將外物植入體內(nèi)是非常危險(xiǎn)的過(guò)程，依然屬于對(duì)身體的入侵，你必須確保利大于弊。毫無(wú)疑問(wèn)，尋找更精確、更少入侵性的替代方案將會(huì)繼續(xù)。但在我們能夠獲得意念控制的外骨骼前，我們可能還需要繼續(xù)冒險(xiǎn)。

    將來(lái)，腦機(jī)接口技術(shù)不僅包括技術(shù)方面的進(jìn)步，還包括使用它的人的大腦的進(jìn)步。有研究顯示，長(zhǎng)期練習(xí)瑜伽和冥想的人學(xué)習(xí)利用意念控制電腦時(shí)進(jìn)展更快，效率也更高。當(dāng)然，并非所有人能夠輕松學(xué)會(huì)利用大腦控制計(jì)算機(jī)，許多人哪怕嘗試多次也無(wú)法成功。

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