意念控制能做什么？

常常出現(xiàn)在影視和小說中的意念控制，在很多人看來一直就是天方夜譚的事情，但是如今，隨著腦科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，科研人員將其變成了現(xiàn)實(shí)。

通過意念操控直升飛機(jī)

使用者坐在輪椅上，不必有肢體上的運(yùn)動(dòng)，只要思考“極左”，即用力想著向左的方向，眼前的一架四旋翼玩具直升機(jī)就可從地面上起飛或者落地；想著“向左”，直升機(jī)就可以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；想著“向右”，直升機(jī)就能向前飛行；想著“推”，直升機(jī)就能夠向上升高；而緊咬牙齒就能使直升機(jī)下降。

更有意思的是，只要連續(xù)4次眨眼，就可以使直升機(jī)上的相機(jī)自動(dòng)拍照，從而捕捉到飛機(jī)附近的影像，再迅速傳送至連接的手提電腦熒幕中。

這是浙江大學(xué)研究人員日前上傳到網(wǎng)絡(luò)上的一段視頻，演示了用意念控制四旋翼玩具直升飛機(jī)的過程。使用者只要戴著一個(gè)看上去跟普通耳機(jī)差不多、被稱作EEG頭盔的玩意兒，同時(shí)啟動(dòng)隨身攜帶的筆記本電腦的相應(yīng)程序，就可以通過意念操縱該直升機(jī)。

很多人對(duì)此感到十分好奇，演示者究竟是如何控制直升機(jī)的呢？除了攜帶的一臺(tái)筆記本電腦他本人并沒有手持任何遙控設(shè)備。

進(jìn)行此項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)的浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士生俞一鵬告訴記者，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)不久前才完成，其主要是通過采集人的腦電波然后轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)控制指令得以實(shí)現(xiàn)的，首先由EEG頭盔采集能夠識(shí)別的腦電波，而后通過藍(lán)牙將腦電波的解析命令傳送到筆記本電腦，并隨即在筆記本電腦上轉(zhuǎn)化成控制指令，然后筆記本電腦通過WiFi自動(dòng)將命令發(fā)送給玩具直升機(jī)，就可以對(duì)該直升機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制了。

俞一鵬表示，通過設(shè)計(jì)，直升機(jī)也能夠回傳數(shù)據(jù)，這樣使控制者可以有更好的視角，并且可以將直升機(jī)的飛行控制得更為精確。

在設(shè)計(jì)之初，俞一鵬的導(dǎo)師潘綱教授要求他從殘障人士的需求出發(fā)，從而能夠給不方便活動(dòng)的殘障人士一種全新的方式來溝通世界。接下來，俞一鵬和浙江大學(xué)的其他一些研究人員將繼續(xù)考慮如何設(shè)計(jì)不同的命令，從而更為靈活地控制直升機(jī)。

意念控制成為熱門研究領(lǐng)域

北京大學(xué)心理學(xué)系教授沈政表示，浙江大學(xué)的意念控制四旋翼直升機(jī)實(shí)驗(yàn)屬于“腦—機(jī)接口”技術(shù)的一種應(yīng)用，其在上個(gè)世紀(jì)90年代初美國(guó)、德國(guó)等部分國(guó)家就開始進(jìn)行相關(guān)的研究和實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)主要就是致力于在大腦和假肢等外部設(shè)備之間建立一條直接傳輸大腦指令的通道，實(shí)現(xiàn)一些殘障人士即使在脊髓損傷、發(fā)生神經(jīng)通路損壞的情況下，只要其大腦功能或者一些主要功能依舊正常，其腦部的信號(hào)也能通過計(jì)算機(jī)解讀，直接來操控輪椅、假肢或者控制開關(guān)電燈、開關(guān)門窗等外部裝置，從而使這些有行動(dòng)障礙的人有望重獲獨(dú)立生活的能力，大大提高他們的生活質(zhì)量。

最近一些年來，“腦—機(jī)接口”技術(shù)無論是在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)都成為熱門研究領(lǐng)域，不少研究機(jī)構(gòu)和人員都在致力于這項(xiàng)研究。

今年2月，浙江大學(xué)也曾對(duì)外宣布了另外一項(xiàng)階段性研究成果：研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)成功提取并破譯猴子大腦關(guān)于抓、勾、握、捏四種手勢(shì)的神經(jīng)信號(hào)，并使猴子的“意念”能直接控制外部機(jī)械。

中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員章曉輝表示，這些“腦—機(jī)接口”技術(shù)中意念控制實(shí)驗(yàn)的核心就是將腦電波轉(zhuǎn)化成控制指令，目前在國(guó)際上，通行的實(shí)驗(yàn)方式有兩種，其一是將腦電波信息采集裝置直接接入猴子等實(shí)驗(yàn)對(duì)象的大腦皮層，從而采集實(shí)驗(yàn)對(duì)象的特征腦電波信號(hào)然后操控其他事物，這種方式的好處是采集的腦信號(hào)比較準(zhǔn)確，但是缺點(diǎn)是由于具有一定的傷害性難以在人體上實(shí)施。

第二種方式是實(shí)驗(yàn)的人戴著特制的電極帽進(jìn)行腦信號(hào)的采集，但是這種方式下采集信號(hào)的保真度和靈敏度有多高就是一個(gè)很大的問題，采集時(shí)其信號(hào)源常常會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，這也是進(jìn)行這種實(shí)驗(yàn)的巨大挑戰(zhàn)。

達(dá)到“想什么就做什么”很難

沈政告訴記者，目前針對(duì)人體的一些意念控制實(shí)驗(yàn)中，國(guó)內(nèi)外能夠成功實(shí)驗(yàn)的都是基于視覺運(yùn)動(dòng)、空間方位等能夠識(shí)別的簡(jiǎn)單腦電波行為，這類腦電波活動(dòng)一般都具有明顯的信號(hào)特征，因此可以比較準(zhǔn)確地進(jìn)行識(shí)別并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)控制指令，但是對(duì)于復(fù)雜、信號(hào)特征不明顯的腦電波活動(dòng)，用以控制外部事物就十分困難了。

“能夠提取的腦電波必須是有特征化的信息，如果一些腦電波沒有明顯的特征，例如想象一部電影和另一部電影的驚險(xiǎn)情節(jié)，其腦電波常常很難明確區(qū)分，因此難以區(qū)別。”不過沈政表示，未來隨著腦科學(xué)和基于“腦—機(jī)接口”的意念控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人類對(duì)腦電波的識(shí)別和區(qū)分將會(huì)更為準(zhǔn)確，因此意念控制外部事物會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，而這種發(fā)展不僅可以在幫助殘疾人方面起到重要作用，其在指揮工業(yè)機(jī)器人代替人類的勞動(dòng)方面也將有更為廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

但是沈政表示我們也需要意識(shí)到，要想讓意念控制達(dá)到“人想什么機(jī)器就做什么”的程度是非常困難的。

“像人類一些細(xì)膩的思想、情感，以及其他一些復(fù)雜的意識(shí)活動(dòng)，很難準(zhǔn)確進(jìn)行腦信號(hào)的特征識(shí)別，因此就難以實(shí)現(xiàn)意念控制。” 沈政說。

俞一鵬告訴記者，這項(xiàng)技術(shù)將不斷進(jìn)步，該直升機(jī)的操作也將日益簡(jiǎn)單并擁有更多功能。而這種直升機(jī)可以充當(dāng)殘疾人的眼睛，允許他們仔細(xì)觀察遠(yuǎn)處的物體。此外，這款直升機(jī)還可以上演有趣的互動(dòng)游戲——空中拳擊，讓殘疾人和身體健全的人操控直升機(jī)展開較量，從中獲得樂趣。