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          用意念寫(xiě)字,真的實(shí)現了

          /陳根

          前一陣子,馬斯克的腦機接口公司Neuralink直播展示了首位人體試驗患者的近況,在完成了大腦植入BCI芯片,這位患者恢復良好,并且可以意念操控手機電腦、機械臂、甚至可以和人工智能對話(huà),并且借由它們來(lái)控制想控制的物體。

          當然,在腦機接口領(lǐng)域,馬斯克不是獨一份,在國內,腦機接口也正在引來(lái)新突破。最近,浙江大學(xué)醫學(xué)院附屬第二醫院(浙大二院)發(fā)布的一場(chǎng)引人注目的新聞發(fā)布會(huì )上,浙江大學(xué)腦機接口研究團隊展示了其最新的科研成果——侵入式腦機接口控制機械臂書(shū)寫(xiě)漢字。

          志愿者是已經(jīng)76歲高齡的張大伯,他在一次車(chē)禍后不幸高位截癱。而在2020年,張大伯參與了浙江大學(xué)腦機接口研究項目,成為我國首例侵入式腦機接口的臨床轉化研究的志愿者,可以通過(guò)意念完成喝水、進(jìn)食、握手等手部大關(guān)節動(dòng)作。現在,基于侵入式腦機接口,張大伯只需想象正常的書(shū)寫(xiě)過(guò)程,腦機接口就可以獲得他所想象的書(shū)寫(xiě)軌跡,并控制機械臂進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。

          用意念寫(xiě)字,原理不難理解:人寫(xiě)不同的字,腦信號也是各不相同,但每個(gè)字對應的腦信號又相對穩定。所以,研究團隊要做的,就是從無(wú)數雜亂無(wú)章的數據中尋找大腦對漢字書(shū)寫(xiě)的信號模式。而漢字又和英文不一樣,英文是基于26個(gè)字母的排序,而漢字則是與結構、筆畫(huà)相關(guān),這也決定了腦機接口對漢字識別的難度更高。

          為了解碼漢字書(shū)寫(xiě)軌跡,研究團隊還對張大伯進(jìn)行訓練,并通過(guò)分析位于大腦運動(dòng)區的神經(jīng)元活動(dòng),成功捕獲了張大伯想象中的書(shū)寫(xiě)軌跡,并將其精確地反映到控制機械臂的運作中。發(fā)布會(huì )現場(chǎng),通過(guò)腦機接口從患者腦電信號中提取的數據,張大伯順暢地書(shū)寫(xiě)出了浙江大學(xué)腦機接口等字符,也展示了技術(shù)的實(shí)際應用效果。 

          其實(shí),作為國內腦機接口研究先驅?zhuān)愦髲氖昵伴_(kāi)始研究腦機接口的應用。2012年,浙江大學(xué)腦機接口研究團隊通過(guò)在猴子腦中植入微電極陣列,運用計算機信息技術(shù)成功提取并破譯了猴子大腦關(guān)于抓、勾、握、捏四種手勢的神經(jīng)信號,使猴子能通過(guò)自身“意念”直接控制外部機械手臂。2014年,浙大團隊在人腦內植入皮層腦電微電極,實(shí)現“意念”控制機械手完成高難度的“石頭、剪刀、布”手指運動(dòng),創(chuàng )造了當時(shí)的國內第一。

          2020116日,浙江大學(xué)又對外宣布“雙腦計劃”重要科研成果,也就是四年前張大伯參加的這個(gè)項目,當時(shí),張大伯已是72歲高齡,但在經(jīng)過(guò)植入腦機接口和系統訓練后,張大伯則實(shí)現了用意念控制外部機械臂及機械手,不僅可以握手,還能拿飲料、吃油條等。

          而這一次,浙江大學(xué)則進(jìn)一步將意念書(shū)寫(xiě)從科幻夢(mèng)想轉變?yōu)楝F實(shí),為腦機接口技術(shù)在實(shí)際應用方面實(shí)現重要突破。隨著(zhù)腦機接口的加速突破,或許很快,那些身體殘疾或運動(dòng)功能受限的人士,如高位截癱患者,能夠重新獲得自主性和行動(dòng)自由,他們可以通過(guò)意念控制輪椅、虛擬助手,甚至進(jìn)行更復雜的機械操作,比如駕駛汽車(chē)和操作精密的醫療設備。

                 原文標題 : 陳根:用意念寫(xiě)字,真的實(shí)現了

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