意念控制不動手,撥打手機,操作機器人(rén)都能行

2017-06-21

  不用(yòng)動,隻要想一下(xià),就能把想做(zuò)的(de)事情完成。人(rén)類的(de)意念真有這(zhè)麽強大(dà)的(de)力量嗎?

  衆所周知,人(rén)類的(de)肌肉運動是由于身體接收到大(dà)腦(nǎo)發出的(de)信号,才開始一系列動作的(de)。人(rén)們設想,如果能把這(zhè)些信号單獨取出來(lái),拿去控制機器設備,不就能達到意念控制事物(wù)的(de)目的(de)了(le)嗎?

  不過,難題一個(gè)接一個(gè)。控制人(rén)類某個(gè)動作的(de)信号究竟是來(lái)自大(dà)腦(nǎo)的(de)某一個(gè)特殊神經細胞,還(hái)是來(lái)自衆多(duō)神經細胞的(de)共同協作呢(ne)?如果人(rén)類的(de)某個(gè)動作是來(lái)自某個(gè)特定神經細胞的(de)控制,那麽,在人(rén)體數以萬計的(de)神經細胞中要找到真正的(de)指揮者,那真是如大(dà)海撈針。

  美(měi)國杜克大(dà)學一位叫尼柯萊利斯的(de)教授通(tōng)過一系列研究,發現人(rén)類的(de)某個(gè)動作信号其實來(lái)自于許多(duō)神經細胞的(de)團結協作。這(zhè)些緊緊團結在一起的(de)神經細胞可(kě)能會産生各種各樣的(de)動作,如果想知道其中某一個(gè)動作是怎樣産生的(de),就需要不斷地搜集神經信号,然後分(fēn)析研究它們。

  爲了(le)找出問題的(de)答(dá)案,尼柯萊利斯教授選取機靈調皮的(de)猴子作爲研究對(duì)象。他(tā)爲猴子取名爲依多(duō)亞,并在猴子腦(nǎo)運動的(de)衆多(duō)部位埋藏了(le)許多(duō)電極微絲,然後又不停地對(duì)猴子進行訓練,教會它通(tōng)過操縱杆去移動計算(suàn)機上的(de)光(guāng)标。

調皮的(de)猴子

  猴子做(zuò)出一系列動作的(de)時(shí)候,埋藏在猴腦(nǎo)裏的(de)電極會記錄下(xià)運動神經元的(de)活動,然後把這(zhè)些活動傳輸到計算(suàn)機中。計算(suàn)機經過複雜(zá)的(de)分(fēn)析處理(lǐ),最終找出這(zhè)些信号和(hé)操縱杆運動之間存在的(de)關系。當計算(suàn)機分(fēn)析完畢後,研究者就用(yòng)腦(nǎo)信号取代操縱杆的(de)輸出信号去移動光(guāng)标了(le)。

猴子的(de)大(dà)腦(nǎo)

  在反複的(de)實驗和(hé)訓練中,這(zhè)隻聰明(míng)的(de)猴子也(yě)發現,手根本不用(yòng)做(zuò)出移動光(guāng)标的(de)動作,隻要大(dà)腦(nǎo)想一下(xià),就可(kě)以移動光(guāng)标了(le)。在這(zhè)個(gè)實驗中,猴子的(de)腦(nǎo)信号可(kě)以指揮光(guāng)标。既然如此,它是不是也(yě)可(kě)以操縱機器呢(ne)?爲了(le)驗證這(zhè)個(gè)猜想,長(cháng)久的(de)實驗從未停歇。

  2008年1月(yuè)10日,依多(duō)亞成功用(yòng)意念驅動了(le)一台機器人(rén)“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”正常行走。讓人(rén)不可(kě)思議(yì)的(de)是,“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”被驅動時(shí)遠(yuǎn)在日本京都。

  實驗當天,依多(duō)亞大(dà)腦(nǎo)的(de)運動數據被計算(suàn)機不停地輸送到“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”。“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”收到這(zhè)些運動數據,腿部會出現相應的(de)動作。在依多(duō)亞面前,尼柯萊利斯教授放置了(le)一塊屏幕。“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”做(zuò)出的(de)所有動作,依多(duō)亞都會看在眼裏。

  尼柯萊利斯教授事先制定了(le)良好的(de)獎勵政策。如果依多(duō)亞可(kě)以讓機器人(rén)的(de)關節活動和(hé)自己的(de)相應關節活動同步,就會得(de)到獎勵。經過反複的(de)嘗試和(hé)實驗,随著(zhe)依多(duō)亞的(de)步伐,“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”也(yě)邁出了(le)同樣的(de)步子。從依多(duō)亞大(dà)腦(nǎo)發出信号到最後機器人(rén)的(de)活動錄像反饋到屏幕上,這(zhè)之間的(de)時(shí)間相差特别短。依多(duō)亞和(hé)“計算(suàn)的(de)腦(nǎo)”的(de)運動可(kě)以說是相當吻合。

訓練猴子

  尼柯萊利斯教授分(fēn)析認爲,在多(duō)次的(de)實驗中,機器人(rén)已經被大(dà)腦(nǎo)當做(zuò)了(le)自己的(de)一部分(fēn),大(dà)腦(nǎo)在運動皮層的(de)不同區(qū)域建立了(le)機器人(rén)的(de)代表區(qū)。

  現在,許多(duō)科學家正在緻力于研究用(yòng)腦(nǎo)電記錄儀來(lái)采集腦(nǎo)電信号,控制外部設備,從而實現無損傷的(de)腦(nǎo)電信号控制。迄今爲止,科學家們已經能利用(yòng)腦(nǎo)電信号撥打手機,指揮輪椅進行簡單的(de)運動。

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