人通過神經(jīng)元控制身體各組織器官,會產(chǎn)生生物電信號,這種信號中載有人的行為信息,能夠直接反映人的意圖。科學(xué)家通過解碼人體生物電信號,從而試圖識別人的“意念”,進(jìn)而讓機(jī)器按人的想法工作——這方面研究已成為人機(jī)交互研究的熱點之一。
目前來說,廣泛關(guān)注的生物電信號包括肌電(Electromyography,EMG)、腦電(Electroencephalography,EEG)以及眼電(Electrooculography,EOG)等。
從七十年代初開始,科學(xué)家一直在開發(fā)腦機(jī)接口。主要應(yīng)用是在癱瘓的患者或截肢者中使用神經(jīng)假體。由大腦活動直接控制的假肢可以部分恢復(fù)失去的運動功能。這是通過解碼用電極記錄的神經(jīng)元活動并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人運動來實現(xiàn)的。
運動功能是所有行為的核心,它使我們能夠與世界互動。因此,用機(jī)器人假體代替失去的肢體是許多研究的主題,但是成功的結(jié)果很少。這是為什么?在此之前,腦機(jī)接口主要依靠視覺感知來操作:通過觀察機(jī)器人臂來對其進(jìn)行控制。因此,信息在大腦和機(jī)器之間的直接流動保持單向。然而,運動感知不僅基于視覺,而且主要基于本體感受,即肢體在空間中的位置的感覺。“因此,我們問是否有可能在腦機(jī)接口中建立雙向交流,同時讀出神經(jīng)活動。
目前,UNIGE的神經(jīng)科學(xué)家正在研究如何產(chǎn)生更有效的感覺反饋。雙向接口可能會在將來允許更精確地移動機(jī)械臂,感覺被觸摸的物體或感知握住它們的必要力量。
近年來,這項技術(shù)得到了巨大的推動,軍方資金開始資助研究以改善受傷士兵的生活質(zhì)量。先進(jìn)的設(shè)備使用數(shù)百個傳感器來確定大腦所指揮的精確運動,并將其傳輸?shù)綇?fù)雜的假體中。
也就是說,這項技術(shù)仍在開發(fā)中。運動仍然受到限制,需要改進(jìn)。還需要進(jìn)行工作以改善假體對患者的反饋(就像您可以感覺到手指觸摸的東西一樣),從而使運動變得更加真實。隨著微處理器的壽命和質(zhì)量的提高,假體的運動和功能將變得越來越逼真。
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