投稿郵箱:1056292011@qq.com
您當前的位置 : 您當前的位置 :臺州頻道 > 健康 > 熱點聚焦 正文
我國首次用人的意念控制機械手
2014年08月26日 來源: 杭州網-杭州日報 記者 余敏 通訊員 方序

  你還記得電影《阿凡達》中的這一幕嗎?在潘多拉星上,下身癱瘓的前海軍戰士杰克·薩利躺在密封艙中,通過頭上戴著的復雜設備,利用意念操控人造的混血阿凡達。同樣,在電影《X戰警》中,X教授能夠閱讀對方的思維和記憶,甚至用這種意念操控對方。

  或許,你在想這都是導演虛構出來的,現實中根本不存在。不,利用“意念”來操控機械,已經不再是人類的空想。昨天,浙醫二院神經外科和浙江大學求是高等研究院的“腦機接口臨床轉化應用課題組”發布,他們首次成功嘗試用人的意念,讓機械手完成“石頭、剪刀、布”這一動作,這是我國首次用人的意念控制機械手,該項研究將為“漸凍人”、中風者等肢體癱瘓者,實現肢體活動帶來希望。

  通過人的意念機械手玩起“剪刀、石頭、布”

  動物對人類科研貢獻巨大,去年科學界哪位動物明星最紅?猴子“建輝”。浙江大學求是高等研究院科研人員給“建輝”腦部插上電極,連接電腦和機械手臂。面對杯子、盒子、圓圈等不同的物體,它能指揮機械手臂用抓、勾、握、捏四種不同的動作,將物品牢牢抓住。

  “現在,我們已經能夠讓猴子通過意念抓住一個物體,準確地放到另一個地方,甚至避開一些障礙。”浙江大學求是高等研究院鄭筱祥教授說。當然,這只是動物試驗,科研成果的最終目的是應用于人類,上周浙二神經外科迎來了這樣一個契機。

  小劉,20來歲,已被癲癇折磨了10余年,現在每周要發作一兩次,抗癲癇藥物都用遍了,依然控制不了病情。在浙醫二院癲癇中心,專家檢查和評估后認為,需要在她顱內埋藏電極來進一步分析皮層腦電,找出癲癇灶部位,而其中一塊4×8厘米大的電極需要覆蓋大腦表面的運動感覺區。

  專家覺得這是一個做“意念”試驗的好機會,在征得患者和家屬知情同意,醫院倫理委員會的批準,不影響病人癲癇檢測的情況下,用分線器將監測的腦電分出一路,連接到腦電信號分析儀上。腦電信號經解碼處理后,再輸入到機械手,從而控制其手指活動。

  記者在視頻中看到,當小劉出“剪刀”時,機械手也出“剪刀”;出“石頭”時,機械手也出“石頭”。在進一步實驗中,研究人員還讓機械手玩起了猜拳游戲,如小劉出“剪刀”,機械手出“石頭”,直接打敗小劉。這種準確度達到了80%左右。

  用“意念”完成操控這要從大腦如何指揮人體說起

  浙醫二院神經外科張建民主任介紹,人腦皮層是人類最高級神經功能活動的區塊,其中又根據所指導的功能類型不同分為若干個子區塊。人腦皮層控制人的動作的子區塊位于運動皮層。

  當人腦產生做某一動作的想法時,這種想法會以電傳導的方式在特定神經元細胞之間傳導,并最終在運動皮層形成具有一定電信號特征的神經沖動,用來指導這一動作的信號發放,并通過神經纖維傳導至手、腳等,完成動作的實現過程。因此,所謂的“意念”是指人腦產生做某種動作的神經電信號,并借助大腦神經網絡的傳輸,指導肌肉完成相應的動作。

  “意念”操控,就是利用人類的腦波操控。通俗地講,人類在進行各項生理活動時都在發放腦電信號,如果用科學儀器測量大腦的電位活動,那么在熒幕上就會顯示出波浪一樣的圖形,這就是“腦波”。腦波活動具有一定的規律性特征,和大腦的意識存在某種程度的對應關系。人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態之下,腦電波的頻率會有明顯的不同,正是因為腦波具有這種隨著情緒波動而變化的特性,人類對于腦波的開發利用成了可能。

  電影《阿凡達》中所展現的實際上是一種叫做腦機接口的技術。再例如英國科學家“漸凍人”霍金,他現在只有眼睛能動,科學家就通過這種“眼動”,對信號進行分析,讓霍金的思想能夠實現表達。

  漸凍人、中風偏癱者等

   有望借此技術

   實現簡單生活自理

  通過以上解釋,我們就不難理解,為什么小劉想著出“剪刀”,機械手就出“剪刀”。鄭筱祥教授介紹,先要讓小劉做40次“剪刀、石頭、布”的動作,科研人員通過電極采集到這些腦電信號,然后分析出不同信號所代表的意思,完成神經信號“建模”。所以,當小劉想著“剪刀”時,電腦就可以通過神經解碼,直接命名機械手,做出這個動作。

  這項研究的邁進,給肢體癱瘓者帶來了希望,如中風偏癱者、“漸凍人”等。我國每年約有170萬中風患者出現偏癱等嚴重后遺癥,導致生活不能自理。而“有話要說,只是說不出話來;很想吃東西,但是不能吞咽;頭腦很清楚,但只有兩眼會動”的“漸凍人”也約有6-8萬。

  不過,鄭筱祥教授和張建民主任介紹,現在還有兩個難點,一是國家有關部門還沒有正式批準,這項研究在人類身上進行;二是機械手的先進性,還不能和國外的比,一些精細動作完成不了。

原標題: 我國首次用人的意念控制機械手

標簽: 漸凍人 機械手 意念控制 浙江在線臺州頻道 責任編輯: 趙靜
分享到:
浙江在線臺州頻道版權和免責申明

凡注有"浙江在線臺州頻道"或電頭為"浙江在線臺州頻道"的稿件,均為浙江在線臺州頻道獨家版權所有,未經許可不得轉載或鏡像;授權轉載必須注明來源為"浙江在線臺州頻道",并保留"浙江在線臺州頻道"的電頭。聯系電話:0576-88906060,投稿郵箱:1056292011@qq.com

Copyright © 1999-2013 Zjol. All Rights Reserved

浙江在線臺州頻道版權所有