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BMI技術:用意念驅動機械

  • 發佈時間:2015-07-14 00:29:45  來源:經濟參考報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  通過讀取大腦的活動,讓大腦變為“輸入器件”,不用動手,就能操作裝置和機械——這種技術叫作“BMI(腦機介面)”。為了使人類的大腦成為新的“輸入器件”, BMI技術的開發正在不斷推進。

  早前,日本産業技術綜合研究所曾研製出一種用於重度運動障礙患者與外界交流的小型便攜裝置。該裝置通過檢測患者的腦電波,解讀其想法,幫助那些説話、寫字困難的患者提高生活品質。現在,日本産業技術綜合研究所決定將於2015年夏季在築波大學附屬醫院開始對BMI技術進行臨床驗證。

  據悉,日本産業技術綜合研究所從2000年就啟動了相關研究,通過加入過濾噪聲的裝置,提高了識別精度。腦電波儀也從形似游泳帽,常被吐槽“壓得太陽穴疼”的初期款式,進化到了像自行車頭盔一樣的形狀。在易用性方面,也在逐步靠近實用。

  但在內嵌電極和升級腦電波儀後,價格最低也要幾十萬日元。為此,以提供半導體測試服務為主業的Tera Probe公司,把研發目標鎖定在了成本為幾萬日元的實用化設備上。

  Tera Probe先行技術開發室長古京直也介紹説,當使用者看到以人眼察覺不到的速度無序閃爍的文字時,根據腦電波某個部分表現出的變化,可以確定使用者看的是哪個字。

  日本産業技術綜合研究所與Tera Probe公司都是把外部“刺激”作為解讀腦電波的鑰匙,而金澤工業大學的中澤實教授正在啟動利用人的“意念”操作機械的技術。

  目前,中澤實教授利用腦海中浮現出“1”和“2”的“形狀”時發出的腦電波的波形,成功實現了利用“意念”操作輪椅:佩戴耳機的學生坐上電動輪椅,進入沉思。不一會兒,電動輪椅就自己駛向了目的地——洗手間。

  中澤實教授通過積累腦電波的波形,正在為更細緻地解析思考的內容進行研究。今後將力爭實現“只要想到‘洗手間’,就能前往洗手間的電動輪椅”。

  當然,除了腦電波,還有利用其他指標捕捉大腦活動的方法。其中,島津製作所提出的根據“血液含氧量”檢測大腦活動狀態的“近紅外分光光度法(NIRS)”,就已經在抑鬱症診斷輔助裝置等産品中投入實用。

  相比前面提到的腦電波儀,通過捕捉血液含氧量的變化,可以更詳細地讀取大腦在産生“想開空調”等想法時的活動狀態。NIRS裝置的反應速度約為5秒,雖然比只需不到1秒的腦電波儀慢,但在減少誤識別上優勢明顯。因此,國際電氣通信基礎技術研究所(ATR)把島津製作所的NIRS與腦電波儀組合,正在研究只通過大腦活動,就能完成操作家電等室內的各項動作。

  儘管分析技術日新月異,但研究人員都表示“儘管如此,人類的大腦依然充滿了尚未解開的謎團”,而實用化雖然也面臨許多課題。不過,BMI技術的研發競爭已經趨於白熱化。(佐藤浩實)

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