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2017年05月14日 星期日 放大 缩小 默认   
用人的思想控制龟的方向
小云
▲ 脑控龟
  我们又要提到“阿凡达”了。在那部科幻电影中,人类的智力被注入到一个遥远的外星人,让人远程控制外星人的身体。这个幻想似乎正在一步步变为现实。研究人员得益于电子器件和计算技术的最新进展,开发了多种多样的“脑-机接口”(BCI)。这些技术可以“阅读”人的思想,并借助它来控制机器。

  而韩国科学研究院(KAIST)研究人员一项新的研究,证明了将BCI与“机-脑接口”(CBI)相结合的可能性。这些设备可以组合起来,帮助建立不同物种大脑之间的功能连接。他们开发了一套人/龟互动的系统,演示了源自人脑的信号如何影响乌龟的爬行。

  以往一些类似的研究,往往需要通过微创方法控制动物(尤其是一些昆虫)的运动。KAIST提出了一个新的概念,即通过控制动物的本能行为引导它的移动路径。

  他们选择了乌龟。原因是看中了它的认知水平,以及分辨不同波长光波的能力。具体来说,龟能识别白色光源,认定这里是开放的空间,进而朝这个方向移动。它们还表现出一种特定的技能,就是回避可能会阻碍其视线的物体。乌龟在环境中移动的走向或远离障碍物的方式也是可以预测的。正是乌龟这种本能的、可预测的行为特点,让它成了这项实验的主角。

  整个系统是这样的:操纵者戴着BCI-HMD,也就是包含“脑-机接口”的头盔显示器;乌龟则装备着一套“半机器人系统”,由摄像头、Wi-Fi收发器、计算机控制模块(Raspberry Pi)和电池组成,都安装在乌龟壳上。特别的是,乌龟壳上还有个前方留窗口的黑色半圆柱体,它在脑-机接口的指挥下可以转动36度,这是研究者特别设计的“刺激装置”。

  操作中,人类操作员可以直接看到乌龟身上摄像头采集的图像,这些实时视频让他决定乌龟该朝哪个方向移动。而他如此产生的思想命令,是可穿戴式脑机接口能识别的脑电图(EEG)信号,系统能区分3种心理状态:左、右和等待。其中的左(或右)指令通过Wi-Fi激活乌龟的刺激装置,上面提到的黑色半圆柱体转动,使乌龟的视野受到相应的阻碍,激发乌龟的趋光本能,使它改变爬行的方向。乌龟爬动后,指挥者能看到更新的视觉反馈,继续为乌龟远程导航。

  试验中,这种借助BCI引导动物的计划在室内和室外的多种环境下都成功实施,乌龟按人的思想命令在许多不同的表面移动,包括砾石和草地,还穿越过一系列障碍,如浅水和树丛。

  研究人员表示,继续开发这种技术的方向包括,将定位系统集成化;改进增强现实和虚拟现实技术;适应各种应用,包括军事侦察和环境监视。小云  

     
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用人的思想控制龟的方向
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