猴子控制机械臂 揭示人机界面新思路

2008-06-06 09:27:10来源: 电子工程世界 梁朝斌 编译

      2008年6月4日,匹茨堡大学医学院的研究人员在《自然》期刊上称:“猴子可以独立控制机械臂进食、饮水。这种机械臂由猴子大脑信号控制,它学会了如何使用这些生物反馈为自己进食。”

      为了改进飞行员与飞机间的互动、电子游戏的玩耍和瘫痪病人的治疗,类似的试验也已经在人身上做过。科学家们预测:这项最新研究将改进对脊髓损伤的治疗,也可以用于葛雷克氏症(肌肉萎缩)或肌萎缩性侧束硬化症患者身上。

      匹茨堡大学医学院神经生物学高级教授Andrew Schwartz说:“我们现在的目标就是给那些完全瘫痪的病人制作一种假肢设备,而最终目标是更好的了解人类复杂的大脑。”

      Schwartz实验室的猴子之前已经进行过依靠他们的思想去控制光标的训练。Schwartz博士说:“现在我们已经知道大脑如何利用脑机界面技术工作,对大脑了解的越多,我们就能更好的治疗脑疾病,包括帕金森症、瘫痪,甚至老年痴呆症以及精神疾病。”

      通过这种技术,Schwartz实验室的猴子即使双手被束缚,也可以借助机械臂吃棉花糖、水果等。通过将探针插入猴子运动皮层的神经元通路内,电脑软件可以从中采集到信号,所采集的信号在软件中被转换为控制功能,之后传输到机械臂。整个过程流畅自然,猴子甚至已经将这个机械臂视为自己身体的一部分。

      基础运动皮层(控制运动的部分)有成千上万个神经细胞,当他们一起工作时才会产生运动。因为即使是非常细微的动作也需要激发大量的神经细胞。如果要创造一种可以捕捉所有神经细胞运动的探针似乎不太可能,于是匹茨堡大学研究人员采用了一种新的算法——用大约100个神经细胞的有限信息来弥补缺失的信号。”

      Schwartz博士说:“在我们的研究中,我们演示的高水平的精确度、技巧和知识,最初猴子通过观察学习,这激活了它们的脑细胞就好像他们自己在做一样。正如在体育训练中一样,教练往往要求运动员首先想像他们想要完成的动作。”

关键字:独立控制  机械臂  精确度

编辑:吕海英 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/control/200806/article_21369.html
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