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人類的大腦一直以來都是非常神秘的存在,我們所有的思想,動作,行為的產生,都和它有直接的關係,甚至在我用鍵盤敲下這段話的過程中,指揮我手指來工作的也是它。大腦的神秘也吸引著人類更進一步去發掘潛在的價值,「意念控制」這件事情也越來越靠近我們所存在的現實世界。
近日,《連線(wired)》雜誌記者傑克·斯圖爾特(Jack Stewart)講述了他在霍尼韋爾(Honeywell)航空航天技術研究所發明的新系統下,通過「意念」來控制飛機飛行的故事,而人類想像力的空間,其實早已經超過了傳統邊界,給我們帶來更多更豐富的創造。
用意念來控制飛機飛行,這件事情是可行的
華盛頓,天氣晴朗,理想的低風速飛行條件。傑克·斯圖爾特即將登上 Beechcraft King Air C90 號飛機,他今天要用自己的「意念」來「駕駛」這架飛機。
當然,為了安全起見,霍尼韋爾資深飛行員會和他一起飛行。在上飛機之前,傑克進行了一番「武裝」,如你所見,重點就是這個頭部的電極頭套。
這個看上去像個藍色泳帽的東西,是由霍尼韋爾航空航天研究所發明的神經系統裝置。上面連接 32 個電極,通過帽子能夠將人腦皮層的訊號傳遞到電腦上面,並由腦機接口將信號傳送到飛機的螺旋槳和自動行駛儀中。
作為一個沒有任何飛行經驗和飛行執照的人,傑克坐在駕駛座上,他需要面對的是一個 iPad 尺寸大小的屏幕,上面不斷閃爍著「上」「下」「左」「右」的方向,還有中央的水平飛行指示器。
一旦集中精力,在腦海中確定好方向,屏幕上就會鎖定你所想像的方向信息,通過綠色的方框來展示出來,然後,飛機真的飛了起來。
每一次大腦釋放出的電信號,通過電極都傳送到了飛機的駕駛系統當中,但是每次更換一個新的指令至少需要 10 秒鐘來進行識別,電極會不斷監測和刷新大腦釋放的信號,所以實際上腦海中一閃而逝的指令是不會起作用的,他需要專心致志。在嘈雜、擁擠的機艙中,傑克每一次發出的指令都需要一個過程。
作為該計劃的一員,神經學家 Beata Jarosiewicz 正在布朗大學和史丹福大學的聯合項目中從事研究,她說:「我不會去依靠意念控制來讓飛機去避開懸崖或者其他飛機,但這會是一個有意思的事,因為我們會在適當的時機裡做出適當的操作。」而如何解決這個過程持續的時間略長的問題,可能會成為目前的關鍵。
來自霍尼韋爾的 Mathan 說,這項研究的本意,是幫助駕駛員在一些不複雜的狀況下,能讓他們解放雙手。這同樣也適用於司機,尤其是高度自動化的汽車,運用意念可以讓我們對汽車有更好的掌握,決定汽車在什麼時候將手動控制權交還給人類。
不過,你有沒有想過,在駕駛之外,關於「意念控制」,我們其實已經在構想人類的未來景象了。
腦電波和機器聯合,人類還有什麼做不到的事情?
用意念「控制」物體不僅僅是耍酷的事情,不是說我們用大腦控制飛機或者汽車就可以隨意喝咖啡看報紙,也不是說用意念來看電視想快進快退更容易。展開一下想像的翅膀,你會發現,如果我們能夠做到「意念控制」,那麼很多人的生活也會發生變化。
人類關注大腦有一段相當長的歷史,作為有智慧的物種當然也有著「控制」的本能,所以在影視作品中我們最羨慕的能力之一就是「意念控制」。「動動腦袋去想一件事情,事情就發生」的能力簡直就像糖果一樣引誘著我們在這方面進行無數的嘗試。而實際上,我們也確實,做了非常多的嘗試,這比你我想的要早得多。
DAPAR 研究人員使用機械義肢進行測試
2008 年 5 月,匹茲堡大學施瓦茨實驗室裡,科學家成功讓猴子通過腦電波傳送信號來「控制」機械臂,說明通過神經活動是能夠進行動作控制的。既然猴子可以,那意識更加明確的人類自然也應該有良好的表現,這方面,DARPA(美國國防高等研究計劃署)的研究一直很深入。
科學家在實驗室裡讓猴子通過腦電波操作機械臂
2015 年,DAPAR 展開了「手部感覺與觸覺交互(Hand Proprioception and Touch Interfaces)」研究計劃,這是已經進行多年的「義肢革命計劃(Revolutionizing Prosthetics)」的重要部分,DAPAR 力圖打造能提供「即時」、「雙向」感官反饋的機械義肢,從而大幅提升運動障礙和身體殘疾人群的生活品質,一些研究成果非常鼓舞人心,比如下面視頻中裝上機械義肢的人已經能攀巖。
簡單來說,這就是我們所說的用「意念」來做的更多的事情,當然了,從事機械義肢領域研究的不僅僅是 DAPAR,還有很多很多機構。看過電影《機械戰警》的人可能記得,在電影中,主人公身體遭受重大損傷之後只有大腦和心肺功能可以活動,但是藉助科學技術的力量獲得了機械的身體,運用自己的大腦來「控制」機械身體,從而獲得健全人的能力。這是目前科學家們想要一步步來實現的事情。
影視作品中我們很熟悉的機械戰警,就是「腦電波+機器」的組合
雖然這樣的技術看上去已經能夠做到這麼厲害的事情,不過目前,人類製造的「機械義肢」和身體的交互層面還需要非常大的進步空間。DAPAR 也表示,不管機械義肢製作如何精良,如果不能讓患者在實際使用過程中擁有真是的「感受性」,以及運用意念來控制它的「直觀性」,那麼就還不能說是成功的。
從事腦機接口、神經義肢等領域研究的 Jose Carmena 教授在 2014 年的騰訊 WE 大會上曾經提到過,人類用意識「控制」物品,通過在大腦植入腦機接口,是可以實現的,目前的問題在於我們上文所說的「感受性」和「直觀性」。不過,如果技術再進一步,我們可以實現另一件事情:用意念「對話」,與別人無聲交流。
研究心靈感應和默讀的科學家 Mike D'Zmura 是第一個使用 α 腦波創造摩斯電碼的人,而這件事情發生在 1960 年代。但是使用腦電圖連接大腦思想的方法仍然不太準確,一直以來進展也並不快。如果通過在大腦植入電子接口的方式,便能夠進行腦-腦的交流,在 2013 年由杜克大學和 IINN-ELS 的試驗中,他們用兩隻老鼠的大腦實現了這樣的事情。但是人腦要複雜精密的多,假以時日,相信我們能在這方面找到突破口。
想像一下,如果人腦能夠對於方向、運動等信號進行非常準確的「表達」,那麼通過讀懂腦電波來探知人的思想訊號也不是沒有可能的,雖然這看起來真的不可思議。但也許,「意念控制」這個神奇而又充滿未知的領域,我們正站在門外面,鑰匙拿到了一半,等到有一天拿到完整鑰匙的時候,開啟的或許是新世界的大門。
內容參考 wired:I Used Only My Mind to Fly a Plane Around Seattle
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