石頭剪刀布,這回是和機械手玩
從美國傳入中國的“冰桶挑戰”,讓大家認識了“漸凍人”這個群體。
身體像是被冰雪凍住,今天是腿,明天是手臂,到最后甚至聲帶和肌肉也不例外,唯獨大腦還清醒著。
對他們來說,期盼的是一種突破性的治療。
好消息來了!昨天,錢江晚報記者獲悉,浙大“腦機接口”研究團隊的研究人員,成功地在病人顱內植入電極,意念控制機械手,讓它完成了“石頭、剪刀、布”這一猜拳動作,這在國內還是第一次。
這意味著,不久的將來,霍金或許就能用意念跟你玩猜拳,用意念完成寫字、喝水、穿衣這些動作,除了“漸凍人”,中風癱瘓的患者,也有希望從中獲益。
這項研究,是浙江大學醫學院附屬第二醫院神經外科與浙江大學求是高等研究院合作完成的。昨天上午10點的新聞發布會上,研究團隊公布了一段錄像。錄像中,一位姓劉的患者跟機械手玩起猜拳游戲。
錢江晚報記者看到,起先,這只機械手只是模仿人的動作,小劉出了“剪刀”,機械手也伸出兩根“手指”;小劉攤開手掌,出了“布”,機械手“遲疑”了一小會兒,也攤開了手掌。
讓記者驚奇的是,玩了幾輪之后,這只機械手居然還“真刀真槍”地跟小劉玩起了猜拳:小劉打出“布”,機械手“毫不猶豫”地打出“剪刀”;小劉再出剪刀,機械手馬上握起了拳頭。
它好像讀懂了小劉的心思,回回都能贏。

那么這位小劉為什么會成為這個游戲的主角?
浙醫二院神經外科主任張建民教授告訴錢報記者,小劉是一位難治性癲癇患者,在配合這個研究之后,她將在醫院接受外科手術,切除癲癇病灶,徹底治療疾病。這是手術前的一項準備,使她能夠得心應手地完成這個意念控制機械手的游戲。
“上個禮拜,我們在她大腦皮層下埋入電極,目的是監測異常腦電,尋找癲癇的病灶。”張教授說。
而埋進去的32個電極,正好可以觀察“意念控制機械手”。因為小劉完成每一個細小的動作時,大腦產生的腦電信號,都能被精確捕捉到。
浙大求是高等研究院鄭筱祥教授介紹,“意念”操控,其實就是利用人腦的腦波操控。
據悉,此前在動物實驗階段,科研人員已經在猴子身上成功實現了意念控制機械手。
此次首次在人身上實驗,征得了小劉和家屬的知情同意,并經醫院倫理委員會批準。小劉作為志愿者,她成為我國第一個用意念跟機器人玩猜拳的人。
“腦機接口”項目并非只是為了人與機械手完成石頭剪刀布的游戲,而是讓它最終能夠幫助癱瘓等病人,通過意識控制機械,重建自己的運動功能、生活功能。
浙大的研究成果,捕捉到了非常精細的部分——手指。“石頭剪刀布,算是比較復雜的動作,如果能夠順利完成,對癱瘓的病人來說,一些要靠手完成的動作,基本就能做到了。”浙醫二院神經外科朱君明主任醫師說。
機械手的“讀心術”,到底是怎么回事
大家肯定對物理學家霍金先生的裝備有印象,不能說話不能做手勢的霍金先生,靠眨眼來打字。浙醫二院神經外科主任張建民教授告訴記者,霍金的裝備,主要是靠眼部肌肉的電信號來操控;而“意念”控制,就是用大腦釋放的電信號,來操控機器。
所以,第一步就是要捕捉大腦釋放的信號。
張教授告訴記者,他們用分線器,把監測到小劉的腦電分出一路,連接到腦信號分析儀上。
小劉看到提示,做出拳頭的動作時,計算機能夠實時捕捉到她的想法,分析頁面上,馬上會產生“翻譯”過的語言,生物醫學工程、計算機、醫學領域的各路研究高手,利用獲得的信號,解碼并且分類這些信號,最后成功截取她做握拳這個動作時大腦產生的信號。
正是這些解碼過的信號,控制了沒有意識的機械手,讓它乖乖地跟著小劉,做出同樣的動作。
“根據解碼的信號,我們再進行建模,讓電腦記住這個模型;下次小劉想出石頭的時候,電腦識別了她發出的腦電信號,知道這是石頭,機械手就能出‘布’來贏她。”鄭教授說。
不過記者發現,機械手每次做動作都會慢半拍。
鄭教授介紹:前期建模的過程,小劉總共做了40次石頭剪刀布,機械手跟著做了40次,準確度是80%左右。
“這個已經是非常高的了,將來它還會做更加復雜的動作,比如具備手指關節的功能。”鄭教授說。
原標題: 漸凍人、癱瘓患者或許將來能借機械手打字拿杯子
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