心想事成的尝试

[第1楼 PID3842] 2008-06-11 10:10 牛肉面 写道:

心想事成的尝试

新世纪周刊
　　-李成蹊

　　在大脑植入芯片后，就可以用意念控制机械手来做一些简单的动作

　　衣来伸手，饭来张口，这是一只会“发功”猴子的滋润生活。一只大脑里被植入微型传感器的猴子，可以凭借意念控制机械臂，让机械臂帮自己拿香蕉。够神奇吧！

　　不要急于断定又是伪科学在哗众取宠，因为这项美国最新的科研成果已被刊登在最新一期的《自然》杂志上了。这是当下脑机界面技术取得的最大成就。所谓脑机界面技术，就是让人或者动物，利用大脑思维活动来控制机器。其实在此之前的研究中，研究人员就发现，那些瘫痪多年的患者可以通过“想法”控制电脑光标，而非人灵长目动物，通称猴子，也能凭借思维去移动机械臂等等。今年年初，美国科学家就成功记录了猴子行走时的脑神经活动信号，并用这一信号遥控一台远在日本的机器人行走。但是，最新实验在此基础上更进了一步。在此次实验中，猴子大脑似乎将机械臂当成自己的胳膊，在“支配”它干活时，可以根据实际需要让机械臂做出适当的调整。

　　由于猴子同人类具有相似之处，而且它们脑瓜灵活，掌握新知识的速度比较快，所以率先体验了“心想事成”试验。研究人员先将短尾猴的两条胳膊绑起来，并让它们先用操纵杆感受一下机械臂。随后，科学家在短尾猴的大脑里植入一个雀斑大小的芯片，用来将大脑发出的命令转变为电子指令，并发送到机械臂上。

　　一开始，短尾猴通过“电脑教学”学习机械臂的使用方法。聪明的猴子经过几天的重复练习，无需电脑帮助也能自如地使用机械臂。把猴子最喜欢的葡萄、果浆软糖、香蕉摆在前面，被固定在椅子上的短尾猴，只要不断通过大脑去操作机械臂，就可以吃到这些美味。短尾猴会在靠近食物时，将机械臂的手掌放开，让手形成足以抓住食物的姿势，且在吃的时候会逐渐将紧握的手掌松开。它们移动胳膊将手指舔干净，或是将剩余的一点食物舔进嘴里。参与这项研究的美国匹兹堡大学神经生物学教授安德鲁·施瓦茨说：“在现实世界中，我们不可能通过编程让电脑解决我们没有想到的问题——比如软糖粘在手上，或食物滑落。但猴子的大脑却能对此作出调整。它们可以舔滑落下来的软糖，并将食物放进自己的嘴里，好像那就是它们自己的手一样。”这项研究对那些脑部、脊髓受伤的人和截肢患者，甚至是瘫痪病人、帕金森症和老年痴呆症患者的治疗，都有很大的意义。

　　虽然试验很是成功，但是要进入实践领域还是有一些技术问题需要解决。例如：植入大脑的芯片其作用时间不会超过一个月，原因尚不知晓；用于读取、转换神经信息的设备需要全天候的监视和校正，而且至今没有发现不植入人脑皮层也能够成功运行的无线设备。此外，机器人手臂的精确度也需要改进。施瓦茨说：“真正的病人需要机器人做的事情是扣扣子，拉拉链，所以我们必须给机器人手臂安装上关节和更灵活的手指。”

　　很多科学家都在致力于解决这些问题，而猴子在试验中表现出来的快速学习能力让科学家相信，大脑要控制身体某部位的运动，只需要对应的神经中枢发出指令就可以了，神经中枢没有必要精确地控制每一块肌肉。而且，只要100个神经元细胞就可以控制机器人手臂和手指的活动。这让科学家对这个方法进入实践充满了信心。

[第2楼 PID3842] 2012-08-20 19:27 Robot :

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