科技 新浪科技 「意念打字」亮相,未來或許真能靠「想」搞定一切

「意念打字」亮相,未來或許真能靠「想」搞定一切

原標題:「意念打字」亮相,未來或許真能靠「想」搞定一切

日前在第三屆數字中國建設峰會上,由天津大學和中電雲腦(天津)有限公司聯合研發的大指令集高速無創腦-機介面打字系統格外吸睛。使用者只需頭戴腦電帽,雙眼盯著電腦屏幕,就能用意念打字。
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此項技術的研發團隊負責人天津腦科學中心主任助理、天津大學神經工程團隊許敏鵬副教授介紹,實現意念打字的核心技術就是腦-機介面。大腦是宇宙中最複雜的系統之一,不但有極為複雜的神經網路結構,還有千變萬化的動態信息。每說一句話,大腦里都可能有上億個神經細胞在不斷發放電脈衝。而腦-機介面技術,可以讓我們用一台高速運轉的電腦將大腦的信號接收下來、解讀出來。

意念打字靠啥技術?

「腦-機介面,顧名思義,就是大腦與計算機之間的一個介面。通過這個介面,大腦能夠與計算機實現信息的直接交流。也就是我們的腦子裡想什麼,通過腦-機介面,計算機就能夠直接讀取出來。」許敏鵬介紹,不過現有的腦-機介面打字技術並不是將我們腦子裡想的字元直接呈現出來,它的背後是一套複雜的編碼與解碼過程。

許敏鵬進一步解釋:「簡單來講,就是我們會在屏幕上呈現一個虛擬的鍵盤,鍵盤中的每個字元背後都有一套特定模式的視覺刺激。當你想拼寫某個字元的時候,你只要看著這個字元就行。字元背後的視覺刺激就會讓你的大腦誘發出特定模式的腦電波,然後通過演算法解碼腦電波模式,就能確定你看的是哪個字元。這就是現有腦-機介面打字的基本原理。」

腦-機介面還能夠實時監測生物體中樞神經系統活動,並將其用於神經系統及其與內、外部環境信息的交互,進而實現輔助、改善、增強、重建或者替代中樞神經系統的功能。

為了實現這些功能,天津大學神經工程團隊重點研發了腦-機交互的神經信息學複合編解碼技術、肌-機交互的神經肌骨動力學複合調控技術,以及體-機交互的人工神經系統視觸覺複合反饋技術。尤其在腦信號深度解碼、腦意圖精細辨識、腦-機快速通訊等方向,先後發展了混合P300-SSVEP編碼、極微弱腦電特徵解碼、腦-機通訊動態停止、訓練型腦-機-體交互等一批自主可控核心技術。

醫學、航天都有了腦-機介面的應用

目前腦-機介面技術在醫學、航天及相關領域的高性能人機交互產品中得到規模應用。

「我們可以經常看到『力所不能及』的絕望場景。特別是殘疾人,雖然他們的腦子是正常的,但身體機能的喪失讓他們承受著不能正常生活的痛苦。」許敏鵬介紹,在醫學領域,已經陸續設計出新型卒中人工神經康復機器人系統——「神工一號」、「神工二號」。運用這套系統,癱瘓患者只要心思一動,手或腳就可以開始動起來了。
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許敏鵬解釋,這是因為該系統在中風患者體外,仿生構築一條人工神經通路,經過模擬解碼患者的運動康復意念信息,進而驅動多級神經肌肉電刺激技術,最終刺激肢體產生對應動作。「腦-機介面技術,可以把殘疾人正常大腦的功能釋放出來,賦能給外部的仿生假體,從而行使原有殘疾肢體的功能。」

在航天領域,2016年,天宮二號和神舟十一號載人飛行中,兩位航天員完成了一項頗具科幻色彩的前瞻性實驗:人類歷史上首次太空腦—機交互,實現了靜默的交流。「人機融合將是未來航天醫學與人因工程發展的必然趨勢,腦-機介面為航天員等特殊人群提供肢體約束環境下的『第三隻手』和神經功能層面融合的自適應自動化人機協作,幫助他們完成更多更複雜的工作任務。」許敏鵬說。

腦-機介面顛覆現有人機交互方式

「終有一天,腦-機介面技術將顛覆我們現有的人機交互方式。人與人之間的交流不僅僅停留在語音或者文字上,還可以通過心靈。」許敏鵬說,「未來,可能我的心思一動,就把消息傳到你的腦子裡,這就是心靈感應。我們看的科幻大片,比如說阿凡達、鋼鐵俠、戰鬥天使阿麗塔、頭號玩家、甚至是盜夢空間都可能實現。」

「我覺得再過幾年,腦-機介面裝置會像消費電子一樣進入到我們的現實生活當中。我們可以通過腦-機介面控制『第三隻手』,變成八臂羅漢、千手觀音,通過融合腦-機智能,變成千里眼、順風耳。」

「未來我們出門,可能不僅僅是帶著手機,頭上還會帶一個隱蔽微型的腦-機介面裝置。它的體積會很小,完全可以埋在頭髮下面,外人是看不到的。它可以和我們的手機相連,可以控制接聽電話,發送消息等。也可以和家裡的智能家電相連,比如說開關燈,開密碼鎖,控制電視和空調等等。」許敏鵬表示,腦-機介面的廣泛應用目前還面臨很多技術問題,現在也正在努力攻關。(科技日報記者 陳曦)

來源:科技日報 文中圖片由受訪者提供