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意念控制行动示意图 制图/李铭
猴子控制机器人活动?让瘫痪患者重新行走?这几件事看起来没有丝毫关系,但事实上美国科学家已经通过一项实验让此种情况的实现趋于可能。
据《纽约时报》近日报道,美国杜克大学进行了一项科学实验,利用一只猴子的思维远程遥控机器人行走。这是人类有史以来首次通过大脑信号控制机器人行走的实验。更离奇的是,猴子身处美国北卡罗来纳州,而机器人则远在太平洋彼岸的日本京都。
法晚记者连线操刀本次实验的神经学家米格尔·尼可雷里斯博士,了解了本次实验的过程。
这只普通的不能再普通的母猴叫做“艾多亚”,体重5.4公斤,身高81厘米;被它“遥控”的机器人重达91公斤,身高1.52米。
日本东京ATR电脑神经科学实验室的这个机器人能够模仿人类的运动,比如走路、跳、下蹲等,而且脚上有大量的传感器,能够感知地面,不至于失去平衡而摔倒。
●实验过程
猴子远程遥控机器人
尼可雷里斯博士告诉记者,他们在实验前曾对“艾多亚”进行过简单的训练,让它能够在跑步机上直立行走。
实验时,“艾多亚”大脑中被植入了多个电极,记录260到300个神经元的活动。这样,只要“艾多亚”的脚踝、膝盖和臀部的一些关节发生运动,运动信息就会通过神经元传送到计算机中,再通过网络把信息传递到远在日本的机器人那里,实现“远程遥控”。
“艾多亚”用手抓住跑步机的扶手,一边看着大屏幕里的机器人,一边在跑步机上行走。
大屏幕里的机器人的动作和“艾多亚”的动作相差不到0.25秒,它们的动作几乎就是同步的。但是由于“艾多亚”和机器人的重心不同,机器人无法在地面上保持平衡,所以机器人在实验时是悬空的。
●意外发现
纯靠“意念”控制机器人
当实验进行了1个多小时后,研究人员突然停止了跑步机的运作,“艾多亚”也跟着停止了脚下的运动。但它看着屏幕里和它同步的机器人,仍“习惯性”的想象着走路的动作。于是“艾多亚”纯粹靠大脑信号控制了机器人继续行走了3分钟。
这一意外发现让科学家惊奇不已,尼可雷里斯博士激动地说:“对机器人来说,这只是一小步,但对动物来说,却是一个巨大的进步!”
●实际应用
人类大脑思维
控制行走工具
尼可雷里斯博士说,她和她的团队早在2003年就开始了类似的实验,但当时只是用猴子的思维控制机械手臂,远比此次“走路”简单得多。此次实验成功后,尼可雷里斯表示,她将把技术应用到瘫痪患者的身上。预计在2011年底前,研制成利用思维控制行动的辅助装置,达到让瘫痪患者重新走路的目的。
尼可雷里斯说:“只要大脑想着要走路,机器就会帮助肢体完成走路的动作,这种看起来很‘科幻’的事情马上就要成真了。”
《纽约时报》的报道还披露了美国军方的一项计划。美国国防部下属的“国防远景研究计划署”对这项研究非常感兴趣,并投资了2400万美元展开“大脑-机器交互界面计划”,用于全美6个实验室“思维控制机器人”的研究。
据了解,这一计划的最终目的是制造一种完全靠“意念”控制的机器战士。