腦電波可以控制第三隻手?來看看這種假肢直接受大腦控制

多年來,科學家一直在探索如何利用大腦的信號來控制假肢。通常,這項工作的重點是恢復失去手臂或腿部的人的運動功能,但日本的新研究表明,同樣的技術如何也可用於增強現有的人類能力。

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​測試參與者必須平衡球,在板上的彩色形狀之間移動,同時用機器人手抓住機器人瓶

來自京都高級電信研究所的工程師們已經證明了如何教會人們用他們的大腦來控制第三個機器人手臂,甚至使用肢體進行多任務處理。正如今天發表在“ 科學機器人 ”雜誌上的一篇論文所描述的那樣,15名測試對象中有8名能夠成功地用手控制板上的球,同時抓住帶有腦控機器人手臂的水瓶。

雖然這可能聽起來像科幻小說中的東西,但重要的是要強調這第三臂的功能是非常基本的。假肢沿預定路徑移動並且僅執行單個手勢:閉合並打開其手。同樣,用於控制手臂的腦機界面也不是一些神奇的心靈閱讀裝置。它是一個裝有電極的帽子,可以測量大腦產生的電信號。在這種情況下,要求參與者想象打開和關閉機器人手。科學家們記錄了這個信號,並把它變成了機器人手臂的指令。

“我們測量的是大腦電活動的洩漏,”參與研究的研究人員之一Shuichi Nishio告訴The Verge。“我們必須為每個參與者調整[腦機界面]; 選擇正確的電極和頻率。“

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儘管有這些限制,但這是非常有趣的工作。正如Nishio和他的同事ChristianPeñaloza在他們的論文中指出的那樣,這似乎是第一次使用人腦來控制多餘的四肢。通常這種假肢使用操縱桿操作,或者如果直接連接到人體,則來自肌肉的電信號。

過去在該領域的研究提供了一些線索,如果將來如果它們變得普遍,可以如何使用額外的肢體。例如,麻省理工學院的這種概念設備為用戶提供了兩個額外的機器人“手臂”,作為揹包佩戴。創作者認為這些武器可能對製造業有用; 如果他們長時間蹲在一個地方,幫助拿著工具和零件,或者支撐工人的身體。如果這樣的機器人手臂也可以由大腦控制,它們可以成為身體的無縫延伸。

對於Nishio和Peñaloza來說,多餘的四肢可能不僅僅增強了我們的身體能力 - 它們也可能會改善我們的大腦。在他們的論文中,他們指出,在多任務處理挑戰期間,參與者的表現分為兩個不同的群體:好的和壞的,幾乎沒有人在中間。這與個人被要求僅通過自身控制機器人肢體的情況形成對比。在這個單任務挑戰中,所有參與者都做了同樣的事情,表現相當不錯。

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Nishio和Peñaloza說,這種差異表明,有些人在多任務處理方面比其他人更好。如果是這種情況,那麼也許多任務是一種可以通過使用這些腦控制設備來改進的技能。“通過操作這種腦機界面,我們有一個想法,我們可以自己訓練大腦,”Nishio說。

現在的技術越來越發達了,科學家們對大腦信號的控制有了更多的瞭解了,如果有一天真的能實現靠大腦操作器械工具,大家最想直接靠大腦操作什麼呢?


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