腦機接口,人類未來的“超能力”
神經(jīng)系統(tǒng)和科技設備的結合
“腦”一詞意指有機生命形式的腦或神經(jīng)系統(tǒng),“機”意指任何處理或計算的設備,其形式可以從簡單電路到硅芯片。在人或動物腦與外部設備間建立的直接連接通路。在單向腦機接口的情況下,計算機或者接受腦傳來的命令,或者發(fā)送信號到腦,但不能同時發(fā)送和接收信號。而雙向腦機接口允許腦和外部設備間的雙向信息交換。
腦機接口系統(tǒng)一般分為信號采集、信號分析和控制器三大功能模塊。
信號采集:受試者頭部戴一個電極帽,采集EEG信號,并傳送給放大器,信號一般需要放大10000倍左右,經(jīng)過預處理,包括信號的濾波和A/D轉換,最后轉化為數(shù)字信號存儲于計算機中。
信號分析:利用獨立向量分析、傅立葉變換等方法,從經(jīng)過預處理的EEG信號中提取與受試者意圖相關的特定特征量。特征量提取后交給分類器進行分類,分類器的輸出即作為控制器的輸入。
控制器:將已分類的信號轉換為實際的動作,控制外部電子設備,如顯示器上光標的移動、機械手的運動、輪椅的前進與后退、字母的輸入等。
關注度持續(xù)升高,專利申請逐漸增多
研發(fā)機構主要為高校團隊,我國研發(fā)人員對腦機接口技術的關注度正在不斷加強。從中可以看出我國的研發(fā)人員正逐漸加強對腦機接口的關注度,創(chuàng)新能力和科研成果的保護意識都在不斷增強。由于國內(nèi)外都處于研發(fā)階段,需要政府的政策扶持和引導,也需要各國研發(fā)人員不斷的交流合作,才能取得腦機接口的大發(fā)展。
應用前景廣闊,其專利申請數(shù)量近年來不斷增多。通過專利分析可以得出國內(nèi)對于腦機接口已經(jīng)開始逐漸重視,腦機接口的各個領域都有高校對其進行深入研究,雖然在數(shù)量上已經(jīng)形成一定規(guī)模,但在研究內(nèi)容和水平上與國外研究機構還存在一定的差距,在政策的刺激以及市場需求的推動下,腦機接口的專利申請量會迎來一個快速增長期,其質量也會隨之不斷提高。
未來人類將掌握“心靈控制”
未來,腦機接口的發(fā)展有望實現(xiàn)部分喪失的感知能力再次獲得。比如讓盲人重新恢復視覺;還可以將非人類感知能力轉變?yōu)槿祟惛兄芰Γ@其實是非常逆天的,比如對于超聲波的感知能力(就像從蝙蝠身上獲取這個能力一樣),甚至是心靈控制,用自己的大腦操縱其他生物完成復雜任務,就像讓人類擁有了超能力。
植入式腦機接口將可以讓殘疾人控制機械手的三維運動實現(xiàn)精確運動。植入式腦機接口在大腦皮質區(qū)植入微小芯片,以收集大腦的生物電流(電信號),并破譯這種信息,轉換成計算機指令,指揮機械手或腿,幫助殘疾人行動和完成動作,如拿勺子吃飯。
腦機接口將全面增強人類現(xiàn)有能力。去年DARPA啟動的一項顱內(nèi)芯片研究項目Targeted NeuroplasticityTraining,該項目的論文中提到,DARPA將利用“顱內(nèi)芯片”來幫助人提升學習能力、邏輯運算和記憶力。其實未來的增強遠不及此,腦機接口讓人類能夠在身上安裝各種延伸的機械裝置,讓人成為運動能力超強的生物,通過增強感知能力,人類不再是夜盲的生物,甚至讓人通過不斷地更換身體機械零件從而得到永生……