5大有望实现的意识控制应用:头箍屏蔽手机来电

2013-09-17 19:57:25来源: 新浪环球地理

人体大脑和部分脊柱的核磁共振(MRI)图像

人体大脑和部分脊柱的核磁共振(MRI)图像

  北京时间9月3日消息,近日,科学家取得了首个远程人对人大脑对接的成功。研究者拉杰什·饶(Rajesh Rao)将一个大脑信号传送到了网络上,并通过该信号控制了其同事安德烈·斯特科(Andrea Stocco)的手臂移动——后者一直坐在一路之隔的华盛顿大学校园中。

  以互联网为媒介,利用某个人的大脑来指导另一个人的身体,是一个非常了不起的突破。不过,其他一些意识控制的想法已经成为现实,特别是在人机界面(HMIs)的领域。以下就是几个人类大脑已经能实现的例子。

  作曲和弹奏音乐

  没错,音乐作曲总是出现在我们的脑海中。不过现在,音乐家们可能不再需要借助活页乐谱,或者弹奏乐器了,他们可以直接利用思维来创造音乐。

  头戴式脑电图(EEG)装置可以记录大脑工作时产生的电信号,并无线连接至电脑。佩戴者还可以训练自己的思维,使脑电波信号与特殊的任务联系起来。

  例如,当你在想着按下电脑屏幕上某个按键的时候,就会产生一个脑电波模式,电脑程序会识别这种模式并与按键的任务结合起来。在创作音乐时,类似的想法会与音符和声音联系起来,创造出一种直接来自大脑的音乐思维语言。这种语言建立之后,用户可以简单地用思维把乐谱变成现实,并在电脑上演奏出来。

  如果想要了解更多有关意识创作音乐,以及其他形式艺术的例子,可以在密歇根大学的网站上搜索“MiND ensemble”(神经元维度上的音乐)。

  屏蔽手机来电

  神经科学家、前软件工程师鲁杰罗·斯科尔奇奥尼(Ruggero Scorcioni)开发了一个名为“Good Times”的应用程序,能够通过感知用户脑电波的活动来过滤手机来电。今年早些时候,斯科尔奇奥尼赢得了AT&T(美国电话电报公司)手机应用程序编程马拉松活动的奖金。这一iOS应用采用了一款可爱的Necomimi猫耳头箍。这是一种可以读取脑电波活动的头箍,能够监测大脑的活动。如果用户的大脑正忙于其他任务,那它就会将手机来电转移到语音信箱; 如果用户大脑处于可接收信息的状态,该应用就会接通来电。

  有了3万美元的编程马拉松奖金,斯科尔奇奥尼正着手对其原型机进行微调。他将此视为人类大脑能直接控制移动设备及个人环境的第一步。或许将来的某一天,这个应用程序能具有更多大脑驱动、不需要进行输入的移动设备功能,如“Good Tunes”的概念。Good Tunes可以根据佩戴者的脑电波信号来选择最契合的音乐,最大可能地满足个人的喜好。

  创造三维物体

  有没有可能想到什么东西就把它做出来呢?或许现在还达不到那个程度。不过,一家智利公司已经宣称,第一个单纯依靠思维创造出来的物品已经出现了——同时出现的还有最新的、功能越来越强大的3D打印机。2012年1月,位于智利圣地亚哥的Thinker Thing公司的首席技术官乔治·拉斯科沃斯基(George Laskowsky)实现了这一突破。

  Thinker Thing公司的系统采用了Emotiv EPOC脑电波头箍来绘制佩戴者的脑电波,之后该公司自己开发的软件“Emotional Evolutionary Design”(情感进化设计)在电脑屏幕上将“组建模块”的形状显示出来。

  从一个基本的图形开始,这些形状不断变化和“进化”,而用户对每个变化所产生的正面和负面情绪都会被头箍监测到。软件对大脑的反馈进行分析,接受度更高的形状和变化会被保留下来,并依此扩展;而令人厌烦的形状变化则会被抛弃。这一过程不断重复,直到遵循设计者思维的物品最终成型,并制作出来。

  Thinker Thing公司的“怪物梦想家”(Monster Dreamer)项目为学龄儿童提供了发挥想象力的机会。他们可以借助软件将梦想中的怪物在几分钟之内制造出来。

  驾驶轮椅及汽车

  对残疾人来说,运用意识来移动交通工具将是改变人生的一大突破。科学家为此在轮椅及其他设备上进行了多年的研究,并为那些失去身体控制能力,但又思维清晰的人们带来了福音。

  2009年,日本丰田公司和RIKEN实验室的科学家发布了一款思维控制的轮椅。该轮椅采用了能感受脑电波活动的头箍,并能将脑电波信号在125千分之一秒内转换成方向命令,准确率高达95%。

  在位于瑞士洛桑的联邦技术研究所,科学家加入了“共享控制”的概念。他们研制的轮椅软件能够分析周围混乱的环境,并将获得的信息与驾驶者的大脑命令结合起来,从而避免与途中的物体发生相撞。这一系统还简化了操作,因为用户不需要一直不断地命令轮椅改变方向。该软件只需要处理一个单向命令,并自动重复,直到成功地完成导航。

  德国柏林自由大学的工程师已经尝试将这一概念用在公路上,研制能够由驾驶者部分思维控制的汽车。研究团队采用了一辆能自动行驶的大众帕萨特——无人驾驶车辆的新类型之一——并在上面装上了一套电脑和软件系统,与Emotiv公司的商用脑电波扫描头箍一起使用。

  驾驶者首先要接受训练,通过操控屏幕上的虚拟多维数据集来产生可是别的思维命令,如“向左转”等。车上的电脑会分析每次驾驶者思考时的脑电波信号,并将其转化为车辆本身可以识别的命令。

  研究团队在其网站上声明,这一名为“Brain Driver”的应用程序还不能适用于公路上,“但长期来看,诸如此类的人机界面在与自动驾驶汽车的结合中具有很大的潜力。例如,当你在十字路口时只需要决定往哪走,自动驾驶汽车就可以一直载你回家。”

  “仿生”肢体

  在某些情况下,人机界面正逐渐成为人体的一部分。一款新的义肢甚至提供了类似自然肢体的“触觉”。它能将使用者的神经系统与残缺肢体上的神经元联系起来,向大脑发送感觉信号,产生类似“触觉”的体验,使用者由此也可以不单单借助视觉来进行操作。许多平常人轻而易举就能完成的动作,如从购物袋中取出不同的物品等,用义肢就很难实现,这一技术的出现使安装义肢的人也能完成类似的任务。

  凯斯西储大学的研究者与美国国防部高级研究计划局(DARPA)合作研发了这种义肢,并在2013年5月公之于众。DARPA在先进义肢的研制中处于领先地位,部分原因是自2000年开始,已经有超过2000名美军服役人员经历过截肢手术。

  另一款由DARPA支持研制的义肢采用了相反的思路,即通过一种名为“靶向肌肉神经再支配”的技术对大脑到手臂的信号进行高效传输。这一过程将被截肢体上的神经重新连接,使大脑能够对义肢做更多自然的控制——有些甚至能做到不可思议的动作。经过训练,安装这种义肢的人可以通过思维控制手臂,完成喝咖啡、弹网球等动作。专家称,在某些情况下,义肢已经可以发挥比重伤肢体更多的功能。

关键字:意识  控制  应用  屏蔽

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2013/0917/article_4070.html
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