(浙大求是高等研究院里,“建辉”先生正握住实验设备,边上的机械手立刻依样画葫芦。 本报通讯员 卢绍庆 摄)
昨天下午两点,浙江大学紫金港校区求是高等研究院实验室,5岁的猴子先生“建辉”,头戴一顶看上去很保暖的鲜蓝色毛线帽,笃定地坐在实验台上,准备表演。
表演开始。只见“建辉”用手指,分别抓、勾、握、捏,拿到了实验人员交给它的可乐瓶、笔记本、胶带纸等物品。
“做对了!”实验人员满意地朝它竖起大拇指,“建辉”心满意足地舔一口面前的饮料,咧开大嘴仿佛在笑。
让人惊奇的是,同时在它不远处,一只本来没有思想的机械手,好像有了心灵感应般,“建辉”做什么动作,它也做什么,几乎一模一样——3个手指捏起来;一根中指勾起来;整只手伸出去抓东西……
别小看机械手这些似乎很简单的“动作”,这是浙大“脑机接口”研究团队的最新研究成果:提取大脑信号,翻译给机械手臂,让它执行你的命令。
建辉目前是浙大“脑机接口”研究团队的最新“代言人”。浙大团队运用计算机信息技术,成功提取并破译了猴子大脑里,关于“抓、勾、握、捏”这4种手势的神经信号。
信号是这样提取的:他们悄悄在建辉等猴子的大脑皮层里,分别植入两块4㎜×4㎜的芯片,上头各包括了96个电极。这些电极,能够全面、系统地采集猴子做一个动作时,大脑中的神经信号模式。
建辉头戴的线帽里,有很大的名堂,那是联系猴子脑内芯片和实验室计算机的一个连接装置。
建辉脑袋里有主意时,实验室的计算机就能实时捕捉到建辉的想法,分析页面上,马上会产生神经信号波普“语言”,生物医学工程、计算机、医学领域的各路高手,利用获得的神经信号,解码并分类这些信号,从而成功截取建辉等猴子,做出“抓、勾、握、捏”这几个动作的信号。
正是这些波普,控制了远处看着没有意识的机械手,让它顿生智慧。
猴子动脑,机械臂也能乖乖听命。
机械手的5个手指都能动,就这一点,已经超过世界先进水平。
那么把芯片植入脑袋,猴子疼不疼?就只像粘贴创可贴一样,把电极粘贴在大脑皮层吗?
记者询问了浙医二院神经外科的副教授朱君明,朱教授说,手术过程全身麻醉,在美国,植入芯片时间最长的猴子,已经在脑袋里装了5年这种芯片,没有出现过身体和情绪上的问题。
新闻追问1:
为什么要让猴子控制机械臂
一年前,本报曾报道浙大“脑机接口”项目进展。
当时,全世界“脑机接口”项目研究领域的领跑人,美国布朗大学脑科学研究所所长、布朗大学神经科学及工程系教授约翰·多诺霍来到浙江大学,参加由求是高等研究所主办的一场国际性研讨会。
多诺霍教授设计的脑机接口项目“Brain Gate(脑关)”,将传感器植入瘫痪病人的大脑,通过头皮上的外部插座连线一台解码脑部信息的微机,将脑部信息转化成运动指令。这么一来,与被试者相连接的机械肢体,就能执行人脑所想。
“脑机接口”项目的目的,是能帮助瘫痪病人,通过意识逐渐控制自己的肢臂,最终达到康复的目标。
多诺霍教授当时告诉记者,“这个神奇的项目,才启动了一小步。它还需要解决大脑运作机制、芯片尺寸、电机植入带来的生物相容性、以及数据处理等问题。”
新闻追问2:
我们将来能用意念做家务吗
浙大“脑机接口”研究团队负责人郑晓祥教授告诉记者,浙大的研究成果,已逐渐解决了多诺霍教授提到的一些问题,并且有了创新。
目前为止,全世界“脑机接口”的研究成果中,多数只能做到“意念控制手臂”,也就是说,脑子动动,人能弯弯胳膊、动动腿儿,但要做到像建辉控制的机械手一样,手指灵活,浙大是首创。
浙大的研究成果,捕捉到了动物神经信号中,非常精细的部分——手指信号。
到目前为止,脑机对接项目,能捕捉的人类思维信号,还比较有限,局限于看电视、端饭碗等。
“如果‘脑机接口’项目研究越来越成熟,正常人类也完全可以受益于这个项目。”求是高等研究院的陈卫东副教授告诉记者。
“比如人一飞上太空,就失重了,这时候手脚不怎么听使唤,如果有个脑机对接装置,让我们想什么就干什么,那探索外面的世界,也会变得更容易。”
那能不能脑机一接口,我们可以凭意识做家务、写论文……
教授一听记者的觊觎,马上摇头:哦,不!这可不行。
“看,你的手指多美多灵活,还没有任何机器,能与人类天生的器官相媲美。”
(2012-02-22)