意念控制不動手,撥打手機,操作機器人都(dōu)能(néng)行

2017-06-21

  不用動,隻要想一下,就(jiù)能(néng)把想做的事(shì)情完成(chéng)。人類的意念真有這(zhè)麼(me)強大的力量嗎?

  衆所周知,人類的肌肉運動是由于身體接收到(dào)大腦發(fā)出的信号,才開(kāi)始一系列動作的。人們設想,如果能(néng)把這(zhè)些信号單獨取出來,拿去控制機器設備,不就(jiù)能(néng)達到(dào)意念控制事(shì)物的目的了嗎?

  不過(guò),難題一個接一個。控制人類某個動作的信号究竟是來自大腦的某一個特殊神經(jīng)細胞,還(hái)是來自衆多神經(jīng)細胞的共同協作呢?如果人類的某個動作是來自某個特定神經(jīng)細胞的控制,那麼(me),在人體數以萬計的神經(jīng)細胞中要找到(dào)真正的指揮者,那真是如大海撈針。

  美國(guó)杜克大學(xué)一位叫(jiào)尼柯萊利斯的教授通過(guò)一系列研究,發(fā)現人類的某個動作信号其實來自于許多神經(jīng)細胞的團結協作。這(zhè)些緊緊團結在一起(qǐ)的神經(jīng)細胞可能(néng)會(huì)産生各種(zhǒng)各樣(yàng)的動作,如果想知道(dào)其中某一個動作是怎樣(yàng)産生的,就(jiù)需要不斷地搜集神經(jīng)信号,然後(hòu)分析研究它們。

  為了找出問題的答案,尼柯萊利斯教授選取機靈調皮的猴子作為研究對(duì)象。他為猴子取名為依多亞,并在猴子腦運動的衆多部位埋藏了許多電極微絲,然後(hòu)又不停地對(duì)猴子進(jìn)行訓練,教會(huì)它通過(guò)操縱杆去移動計算機上的光标。

調皮的猴子

  猴子做出一系列動作的時(shí)候,埋藏在猴腦裡(lǐ)的電極會(huì)記錄下運動神經(jīng)元的活動,然後(hòu)把這(zhè)些活動傳輸到(dào)計算機中。計算機經(jīng)過(guò)複雜的分析處理,最終找出這(zhè)些信号和操縱杆運動之間存在的關系。當計算機分析完畢後(hòu),研究者就(jiù)用腦信号取代操縱杆的輸出信号去移動光标了。

猴子的大腦

  在反複的實驗和訓練中,這(zhè)隻聰明的猴子也發(fā)現,手根本不用做出移動光标的動作,隻要大腦想一下,就(jiù)可以移動光标了。在這(zhè)個實驗中,猴子的腦信号可以指揮光标。既然如此,它是不是也可以操縱機器呢?為了驗證這(zhè)個猜想,長(cháng)久的實驗從未停歇。

  2008年1月10日,依多亞成(chéng)功用意念驅動了一台機器人“計算的腦”正常行走。讓人不可思議的是,“計算的腦”被(bèi)驅動時(shí)遠在日本京都(dōu)。

  實驗當天,依多亞大腦的運動數據被(bèi)計算機不停地輸送到(dào)“計算的腦”。“計算的腦”收到(dào)這(zhè)些運動數據,腿部會(huì)出現相應的動作。在依多亞面(miàn)前,尼柯萊利斯教授放置了一塊屏幕。“計算的腦”做出的所有動作,依多亞都(dōu)會(huì)看在眼裡(lǐ)。

  尼柯萊利斯教授事(shì)先制定了良好(hǎo)的獎勵政策。如果依多亞可以讓機器人的關節活動和自己的相應關節活動同步,就(jiù)會(huì)得到(dào)獎勵。經(jīng)過(guò)反複的嘗試和實驗,随著(zhe)依多亞的步伐,“計算的腦”也邁出了同樣(yàng)的步子。從依多亞大腦發(fā)出信号到(dào)最後(hòu)機器人的活動錄像反饋到(dào)屏幕上,這(zhè)之間的時(shí)間相差特别短。依多亞和“計算的腦”的運動可以說(shuō)是相當吻合。

訓練猴子

  尼柯萊利斯教授分析認為,在多次的實驗中,機器人已經(jīng)被(bèi)大腦當做了自己的一部分,大腦在運動皮層的不同區域建立了機器人的代表區。

  現在,許多科學(xué)家正在緻力于研究用腦電記錄儀來采集腦電信号,控制外部設備,從而實現無損傷的腦電信号控制。迄今為止,科學(xué)家們已經(jīng)能(néng)利用腦電信号撥打手機,指揮輪椅進(jìn)行簡單的運動。

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