信工大研究“意念控制”　已可用思维操控机器人

日期：2015-08-11 09:55:25|2015-08-11 09:55:25　来源：大河网-大河报

　　□记者王灿李晓敏文白周峰摄影 　　核心提示丨不用手握方向盘，不用脚踩油门、刹车，只要用“脑”想一想，就能开汽车；在自家门口，不用伸手，脑袋一想，即可轻松开门、使用厨房电器……你觉得这是科幻片？但它正在成为现实。 　　昨天，记者了解到，在解放军信息工程大学，有这么一支团队正在研究用意念控制物体。今年底，解放军信息工程大学信息系统工程学院“脑机协同信息处理”实验室的国家863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”也将正式结项。 　　现场“意念”控制机器人行走 　　昨天，解放军信息工程大学“脑机协同”实验室内，两个小巧可爱的机器人进行着前进、转向动作。但让你想不到的是，它们的这些动作并非由人手工操纵，而是由人脑直接进行控制。 　　机器人旁边的凳子上，测试人员头戴一顶“帽子”，并无发出声音指令，但机器人会突然做出前进、后退、抓握动作。 　　“它是用人的意念控制的，只要把一块电极贴在额头上，然后动动脑子想一想，它就会实现相应的动作。”脑机协同信息处理实验室主任闫镔说，测试人员所戴的帽子是脑电波电极帽，能够采集人的脑电波传送到计算机中。 　　“我们可以从这些脑电波信号中读取人的想法，然后通过计算机把人的想法转换成机器人的控制指令，并通过无线装置发送给它。这样，我们就可以通过大脑的想法来控制机器人完成一定的指令动作。” 　　突破大脑信息可解读、可控制 　　自2005年解放军信息工程大学“脑机协同”课题启动以来，他们为这个实现人类“超能力”的“大游戏”，已经花费了整整10年时间。 　　闫镔说，目前他们已研究出如何用人脑“意念”来控制一些工具和设备，如无人机的起落、轮椅运动转弯、手机自动拨号等。“以后脑控汽车，甚至说以后所有的家电都可以用脑去控制。”闫镔说。 　　而“脑机协同信息处理”实验室正研发国家863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”项目也将在今年底正式结项。项目研发中“视觉重构技术”取得重要突破。所谓“视觉重构”就是人眼所看到的画面，通过电脑可进行重组显示。 　　在河南省人民医院磁共振室，闫镔曾做过一个“大脑视觉信息重构”的实验。受试者躺在一台大型磁共振设备里，他会依次看到C、H、I、N、A五个字母，磁共振设备将会采集他大脑视功能区的微弱信号，传到计算机里，然后经过处理，最终还原重构出他看到的视觉图像。 　　据介绍，人获取的信息，80%以上是靠视觉获取的，人看到的物品，都能在视觉皮层有一个体现。 　　“图像重构是要把图像中的每一点都精确地计算出来，困难也更大。”闫镔介绍，目前他们采集的数据准确率基本可以达到70%。 　　运用160多位脑手术病人获益 　　“脑机协同”其实已开始在我省医学领域使用。 　　今年4月，在解放军153医院神经外科内，31岁的刘先生正在为手术前做准备。刘先生是一名脑肿瘤患者，需要马上手术。由于肿瘤较大，他原有脑功能区已经移位，这时就需要对脑功能区再定位，如果定位不准，手术一旦触碰到控制行动的脑区部分，那么患者很有可能会瘫痪。 　　此时，这项技术就派上了用场。“动左手，停止，动右脚，停止……”在闫镔的指令下，刘先生做着相应的动作，而通过一台特殊的仪器，刘先生的这些反应清晰地呈现出来。 　　“这个红色的是功能区，白色的就是肿瘤的位置，可以看出它们之间的关系。”闫镔介绍。根据这些数据，医生成功地为刘先生切除了肿瘤。 　　“我们从2009年开始合作，到现在大概有160多例病人在手术前运用这个技术进行定位。”解放军153医院神经外科博士郭效东说，这些病人主要是脑肿瘤病人、癫痫病人和脑血管病人。 　　未来日常生活将更加便捷 　　“未来，我们要实现的是人眼看到什么，计算机就能准确呈现出什么。”闫镔说。 　　他举了个例子，“了解一部手机的信息，原来没有图片搜索的时候，你只能看看牌子去查，现在有了图片搜索，你拍一下手机的样子，在网上搜就能找到，未来就是你的眼睛看到这个手机，检索系统直接读取你的脑信号，和电脑联网，直接去搜了，马上反馈给你。” 　　闫镔说，新的技术可以带来新的行业的出现，在西方已经有人在做神经经济学、神经营销学等相关的行业，把科学和人们的生活连接起来。 　　近几年，脑科学与认知科学研究取得突破性进展，欧、美、日相继启动各种人脑计划，中国也将全面启动自己的脑科学计划。 　　目前，“中国脑计划”已经获得国务院批示，并列为“事关我国未来发展的重大科技项目”之一，将从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向全面启动。 　　“未来，可能你下班路上，想一下，屋里空调就会直接打开；残障人士、脊髓损伤、中风以及其他神经肌肉退化的病人生活质量可以提高……”闫镔说，“人类大脑是世间最有力、最复杂的事物，我们一直在寻找能够驾驭它的神奇力量。” 　　>>>大河小科普 　　什么是“意念控制”？ 　　“意念”操控，是利用人类的脑波操控，相关的科学研究已经超过半个世纪。 　　通俗地讲，人类在进行各项生理活动时都在放电。用科学仪器测量大脑的电位活动，在荧幕上就会显示出波浪一样的图形，这就是“脑波”。脑波活动具有一定的规律性特征，和大脑的意识存在某种程度的对应关系。人在兴奋、紧张、昏迷等不同状态之下，脑电波的频率会有明显的不同。 　　正是因为脑波具有这种随着情绪波动而变化的特性，人类对于脑波的开发利用成为了可能。在人脑与计算机等外部设备之间建立直接的连接通路，通过对于脑电波信息的分析解读，将其进一步转化为相应的动作，就是用“意念”操控物体的基本原理。