你还没有准备好接受一项新技术,它已经开始走出实验室并积极拥抱你,比如脑机接口。
近日,2018世界机器人大会脑机接口技术大赛落下帷幕。与此同时,在中国电子学会最近公布的《新一代人工智能领域十大最具成长性技术展望(2018—2019)》中,智能脑机交互被显着列出。
随着科技潮流滚滚向前,脑机接口技术似乎已经呼之欲出。问题是,什么时候会降临到你我身上?
用意念控制机器
脑机接口,通常简称BCI。它是指通过在人脑神经与外部设备之间建立高度生物相容性的直接连接路径,实现神经系统与外部设备之间的信息交互和功能集成的技术。简单来说,就是用思想来实现对机器的控制。这意味着,人与机器的主要交互方式除了手动输入和近年来出现的人工智能语音交互外,还可以通过大脑直接向机器发出指令。
以前的人机交互需要周围肌肉组织的参与。例如,在键盘上打字需要手指,语音交互需要嘴部肌肉。然而,脑机接口技术并不依赖于肌肉组织。它依靠直接提取大脑神经信号来控制外部设备。清华大学医学院生物医学工程系教授高晓荣在接受科技日报记者采访时表示。
高晓荣表示,目前的脑机接口技术可以分为两类:一类是侵入性的,比如在大脑中植入芯片,另一类是非侵入性的,比如佩戴可以采集大脑的头盔或帽子。波浪。
2018年世界机器人大赛——BCI脑控赛事采用的脑机接口技术是非侵入性的。玩家使用的设备称为脑电帽,具有网状结构,上面布满了收集脑电波信号的传感装置。比赛前,选手们将戴上脑电帽。为了保证脑电帽能够更好地采集脑电波信号,工作人员会使用类似注射器的装置将导电胶一一注入脑电电极中。
本次比赛比的不是脑机接口技术本身,而是参赛者使用脑机接口技术的技巧。也就是说,玩家所使用的脑机接口设备都是一样的,他们的表现取决于用大脑控制脑机接口设备的能力。分别测试大脑不同区域控制脑机接口设备的能力。
大脑打字速度比手快
在世界各地,脑机接口技术正在取得巨大进展,该技术允许大脑最初与机器进行交互。
例如,2018年世界机器人大赛——BCI脑控项目的顶叶脑机竞赛项目,考验选手通过大脑活动在计算机上输出目标字符的能力。
游戏过程中,电脑屏幕上会排列不同的角色,玩家需要专注于自己想要选择的目标角色。对目标角色的注意力会表现为大脑活动,脑机接口设备会捕捉脑电波信号,最终在电脑屏幕上输出任务框中的目标角色。
它比较哪个玩家更专注,谁的脑电波信号更强。高晓蓉同时担任本次比赛的主裁判。他告诉记者,顶叶电脑比赛中最优秀的选手可以在0.4秒内输出一个字符,这已经比很多人手打字还要快了。
除了打字之外,脑机接口技术还可以真正用大脑来控制机器,让它运动。
法国科学院院士、法国国家科学技术研究院和日本产业技术研究所机器人联合实验室主任阿卜杜勒·拉赫曼·切达表示,通过训练大脑神经的反馈,脑机接口设备可用于完成任务,例如使鼠标任务向左或向右移动。这个过程就是让人们的大脑想象鼠标向左或向右移动。脑机接口设备捕捉到大脑信号后,机器会根据指令产生反馈。
阿卜杜勒-拉赫曼表示,经过几个月的训练,体验者可以用意念流畅地控制机械臂送饮料。在训练过程中,大脑会产生一些特定的信号模式,机器人会理解这个信号。阿卜杜勒-拉赫曼说道。
脑机接口技术目前正处于从实验室示范到实际应用的转变阶段。高晓荣说,比如现在可以利用脑机接口技术来驾驶汽车,但只会开得更慢。
10到20年后可能会流行
未来,脑机接口技术的应用场景将会非常广泛。
高晓荣介绍,第一类是教育,比如训练学生集中注意力。第二类是医疗领域,比如帮助ALS患者或者残疾人更方便地控制智能设备。第三类是让正常人更好的发挥自己的能力,比如用意念控制电脑或者驾驶汽车等。
但目前,脑机接口技术仍面临诸多发展瓶颈。
首先,脑机接口设备的使用不是很方便。例如,在2018年世界机器人大赛——BCI脑控赛事中,观众如果想体验脑机接口技术,需要先洗头,戴上脑电帽,然后让工作人员向体内注入导电胶。脑电图电极和头皮之间的接触区域。导电胶干燥后需要重新注入,整个过程比较繁琐。
而且,脑机接口设备的使用过程也非常考验脑力。一位参加本次脑控比赛的选手告诉记者,由于比赛时环境嘈杂,选手需要非常集中注意力,脑电波信号才能被脑机接口设备检测到,因此大脑会感觉到一段时间后很累。
阿卜杜勒-拉赫曼认为,我们不应该仅仅停留在利用脑机接口技术来传输低级指令,而应该利用脑机接口技术来猜测和预测人类的意图,让机器人能够顺利、有计划地进行。完成任务。而这在很大程度上依赖于脑科学的进步。
目前,脑科学领域进展缓慢,我们仍需要在脑信号检测方面取得突破。阿卜杜勒-拉赫曼说道。
高晓荣告诉记者,就像在芯片领域一样,摩尔定律也存在于脑机接口技术中,这意味着其主要技术性能每三年翻一番。十多年前,脑机接口设备每分钟只能输出20位,但这场比赛中最好的选手每分钟可以输出大约700位。
几年前,人工智能语音界面还是一个新鲜事物,但现在使用语音来控制智能手机、电脑、扬声器和其他设备已经非常普遍。脑机接口技术什么时候才能像脑机接口一样走进日常生活呢?
高晓蓉的回答是,大约10到20年。 (记者刘媛媛)