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答分歧超能陆战队里神经传感控制机器人能做

2019-03-11 00:05:29 | 来源: 教育

文/周洋帆(实习生)

在《超能陆战队》这部具有科技前瞻性的迪斯尼电影里,展示了各种炫酷的科技创造:除了人人都想拥有的医疗机器人大白Baymax以外,小宏的“求学”发明(后来被反派利用)——神经传感控制微型机器人也是令人兴奋不已,神经传感的控制在今天能够做到了吗?

这种以神经络作为控制体,对其他物体进行控制的系统,即“络神经控制”。作为人与机器连接方式之一,这么多年也一直在科学界被不断探索。

还没看《超能陆战队》?那就想想《环太平洋》和《阿凡达》吧(如果也没看过,那虎嗅君想鄙视你)。

从猴子说起

20世纪实验发现大脑能够产生有规律的电波,于是有了“脑机接口”方面的研究,科学家们试图通过脑电波来控制外部设备;

2000年,美国杜克大学米格尔·尼克里斯(Miguel Nicolelis)通过在猴子的运动皮质中植入电极,并传输出其脑电信号至机械臂,实现了名叫贝尔的猴子对机械臂的控制;

2008年,“艾朵雅(一只猴子)在一台跑步机上行走,同时把它的脑电信号通过互联传送给远在日本东京的合作者。”,在运动信号传输给机器人之后,实现了美国的猴子和东京1.5米高的机器人的同步运动;

2014年,美国哈佛医学院的神经科学家和神经外科医生齐夫·威廉姆斯(Ziv Williams)通过电脑分析大脑信号,并传输给另外一个生物体,实现了一只猴子对另一只猴子的“意念控制”。

(本节资料参考2014年3月《南方周末》文《猴子的意念控制》,具体有改动)

义肢的进化:今天可见的未来

猴子身上的多个实验都证明着,生物体的脑电波能够进行传输并实现对外部设备的控制;而在人类方面的发展和应用,则主要体现在义肢上。

2005年,日本NHK电视台推出纪录片《改变人类的赛博格技术》。赛博格,有说是cyborg或cyber cell的音译,指的将机器作为人的一部分、对人的身体机能进行改造的科技。片中主持人立花隆拜访了这方面先行的科学家和实验者:失去手臂的男子安装了通过脑部神经控制而实现自由移动的机器臂;双眼失明的男子,戴上了将摄像机拍摄的影像转为电子数据而看到世界的人工眼。

答分歧超能陆战队里神经传感控制机器人能做

如果当时,这一切看起来还太遥远的话,2014年3月,麻省理工学院教授Hugh Herr在TED做的《The New Bionics that Let us Run, Climb and Dance》的演讲,则把神经控制义肢拉得更近了。

Hugh Herr在年轻时的攀岩意外中失去了双腿,却相信“作为一个真正的人类是永远不可残缺的,相反是技术的残缺、技术的不发达。”而由此开始了他的生物力学(Biomechatronics)和生化义肢(bionic limbs)的研究。

视频中,他介绍了自己的生化义肢是如何与腿部相连而运作的:

义肢中有电极能够测量肌肉的电脉冲。而生物腿如何被脊柱控制而形成运动的电流被记录到芯片中,因此义肢能够根据肌肉的电脉冲而形成对应的反应,完成动作。

他们正在进行的,是想达到一个在人和外置仿生臂间的闭环(close the loop between human and the biotic external limb), 通过引(channels)和微通道射线(micro-channel arrays)将断掉的神经与皮肤细胞和肌肉细胞连接,驱动管(motor channels)在检测到人想怎样动之后,传输到义肢上,而义肢上的传感器又能刺激到临近的神经。

——这是比神经控制更进一步的,既能神经控制,又能给予神经反馈的闭环。

在演讲的,他邀请了波士顿马拉松爆炸中失去左腿、却因为生化义肢又能再次舞蹈的舞者,在现场完成了被袭击后的次表演(17:11)。

神经控制现在主要应用在医学上,但也不仅如此。

比如在慕尼黑工业大学2014年5月发表的《Using thoughts to control airplanes》一文中,欧盟资助大学进行名为 “brainflight”的项目研究。项目希望通过大脑来控制飞行器,以让更多的人能够飞行,现在这个项目已经取得巨大进展。飞行员的脑电波被帽子上的电极所测量,当飞行员有明确的控制命令脑电波,被脑机接口读出而发出命令。

国内这方面也不断在发展。

2013年5月清华报道,清华大学洪波课题组在脑机接口临床方面取得进展,“只获取大脑皮层表面一个电极的神经信号,实现了思维打字的功能。”此研究被收录于《神经影像》(NeuroImage)杂志。

未来:是黑是白?

毫无疑问,虽然现在还没有大范围普及,但神经控制对于患者仍然是个巨大的福音。同时也在更多想得到和想不到的方面应用推广。

《新世纪福音战士》里由人意识控制、能够实现人机合一的初号机,已经在慢慢照进现实。相信再过1、2年,描写了将意识装进机器后引发一系列问题的《超验骇客》,再也称不上是科幻电影。

而当科幻照进现实,必然会带来哲学的回归。

在人控制机器、实现人机合体不久后,是否会出现有意识的机器,实现机器的崛起?不知道强人工智能距离我们还有多远?

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