数字技术迈出关键性一步 入侵脑细胞

2008-04-11 11:20:26来源: 互联网周刊

  入侵脑细胞

  数字技术终于迈出了关键性的一步,在一定程度上实现了大脑中的情感和机器之间的双向沟通。

  为了挽救被关押的幸存女孩,儿童临床医学家凯瑟琳·迪恩用现代高科技进入到昏迷的杀手大脑中,进入杀人凶手的灵魂,开始了一次奇异未知并且充满危险的旅程……这是美国电影科幻惊悚片《入侵脑细胞》所讲述的故事。

  很久以来,人们认为情感是一个跟科学无关的词。科学家、心理医生和病人都喜欢谈论“情感”这个词,但并没有工具可以感知测量、响应来自情感方面的信息。但如今,数字技术终于迈出了关键性的一步,在一定程度上实现了大脑中的情感和机器之间的双向沟通。

  探测思想

  最近,麻省大学(University of Massachusetts)研究出一种可以感知学生的情感和思维状态的交互式的电脑助教。在这种计算器助教中安装了特殊的传感机,当电脑在教学生几何学和代数学课程的时候,可以基于学生的肢体语言、注意力集中状况等其他指标,对学生的愤怒、挫败、厌烦等情绪做出反应。

  Beverly Woolf是一位研究电脑科学的教授。她认为这种电脑助教可以帮助老师了解学生们真实的学习状况。“如果改善了电脑的社会智力,学生就会在电脑前表现出跟人打交道时一样的反应方式。传感器可以让电脑辨别出谁是专心的学生,谁已经处于厌倦状态。通过这些线索,电脑可以提供个性化的教学。” Woolf说。

  传感器中包括一个观察面部表情的照相机。伍尔夫认为,学生面部某些特定的表情,比如头部如何倾斜,是衡量学生对自己正在做的事情的兴趣浓度的重要指标。在学生的椅子上,还有一个动作感应器来捕捉动作,用来观察学生是烦躁还是安静。同样,在电脑鼠标上有一个压力感应装置,可以分辨用户点击鼠标的力度。因为当用户对一个在线任务感到沮丧的时候,他们通常会对鼠标施加更多的力度。此外,学生还佩带了一个皮肤无线导电腕带,可以测量出学生的活跃程度。研究表明一定程度的活跃可以带来更专注、更有意义的效果。

  但不是所有的相关研究都专注于教育领域。其他的一些公司则想到了把相关技术应用到医疗领域,来帮助那些身体有障碍的人们。例如,Ambient公司最近展示的"Audeo"装置,可以感知人们大脑中的想法,帮助发音有障碍的残疾人士播打无声电话。

  用大脑控制机器

  一个特殊的应用发生在游戏领域。在传统游戏环境中,玩家需要通过键盘或手持控制器来操纵游戏。美国旧金山的Emotiv公司,却为玩家开发出一种名叫“Epoc”的头戴式耳机。由于耳机中安装了相关传感器和计算机软件,因此能够捕捉玩家的面部表情,并收集大脑中的电流信号。软件通过对这些信号进行分析,发送到游戏机或者PC终端的接收装置中,因此使得我们使用想法和感情来玩游戏成为可能。

  “用思维来控制电脑,这是人机交互领域一个无穷尽的探索。” Emotiv公司的首席执行官Nam Do说。Emotiv公司表明这个系统并不能在精确度和响应速度方面取代传统游戏控制器,但它可以给玩家带来更丰富的游戏体验。比如说,在幻想游戏中,思想控制是重要的一部分。

  无独有偶,就在今年一月份,美国杜克大学(Duke University)医学博士Miguel Nicolelis也对外宣称他的研究团队已经迈出了大脑与机器交流的关键性的第一步。

  这个研究团队在美国北卡罗来纳州做出了一个实验演示,让一只体重5.5公斤的母猴通过大脑意念,指挥远在日本的一个90公斤重的机器人在跑步机上走动。研究人员将电极植入猴子的大脑后,让它站在踏车上跑步行进,收集它的运动形态与大脑讯号,将这些数据输入计算机,再通过高速网络链接传给一个远在京都的机器人,结果两者的步伐完全一致。

  “健脑”运动

  既然数字技术已经使得电脑和人脑之间的双向沟通成为了可能。那么,有没有可能通过数字技术,来帮助人们改善大脑健康状况呢?

  就像身体可以在健身房得到锻炼一样,通过电脑软件来给大脑做健身运动,可以有效地预防痴呆症等大脑疾病的发生。市场上目前这一类的大脑运动软件包括任天堂的"Brain Age"以及Allen Institute公司的“脑部健康计划”。主要经营医疗健康的财富500强公司之一的胡马纳(Humana)也正在向其医疗保险成员以折扣价提供一系列锻炼脑力的软件,并在计算机商店和社区学院开设“锻炼脑力的软件园地”。来自市场咨询公司Sharpbrains的报告显示,从2005年到2007年,生产这种产品的市场已经增长了一倍,达到了2.25亿美元。

关键字:机器  测量  感知  压力  感应  动作  导电

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/consumer/200804/article_20767.html
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