英國科幻作家亞瑟 克拉克最近預測,電腦很快便會直接嵌入人腦中。英國《觀察家》週報援引克拉克的話:“目前的形勢很明瞭——最後的輸入、輸出裝置將不經由感覺器官,而是直接把資訊送入大腦。目前電腦使用的輸入技術如鍵盤或語音辨識軟體,或許會被一種稱作“腦蓋”〔BrainCaps〕的系統取代。至於腦蓋如何製作將留待生物科技專家研究……”克拉克風趣地説,“導致腦蓋遲遲沒有普遍採用的主要原因,可能是因為要使用這種緊密貼合的頭盔,必須剃成光頭。所以在21世紀中期,假發業可能將大行其道。”
長期以來,人與機器的結合是科幻小説中最具誘惑力的情節之一。從倣生女人到機器警察,這些人造生物有幸擁有不會垮掉的身體和進化得登峰造極的大腦。但是,在現實世界中它們畢竟尚未出現。對於某些未來主義者來説,可能出現的最誘人的東西是科幻小説中所謂的一種“中間系統”,即人腦與電腦的聯繫件。通過所謂的“中間系統”,人腦將與電腦直接相聯。電腦可以完全閱讀到人的腦電波,了解人的所有思想——包括庸俗的和高尚的。
虛擬心靈感應
未來學家認為,虛擬心靈感應技術也許要在幾代人之後才能出現。不過,科學家正設法通過綁在人的頭部、手臂或臉部肌肉上的電極來産生電腦圖像。這些系統的工作原理是把神經系統産生的電信號變成電腦可以閱讀的形式。這項研究有助於提高殘疾人對電腦的利用程度,使他們可以用眨眼睛或抽動面頰來代替正常人按鍵盤的手指。一些企業正在絞盡腦汁找出使用這一技術的途徑,以便向更大範圍的用戶銷售産品。
美國加利福尼亞州生物控制系統公司的創辦人之一安東尼 勞埃德説,該公司的“生物靈感”電腦能處理肌肉、眼睛及大腦發出的信號。勞埃德的合夥人是一位工程師和一位神經生理學家。電信號利用戴在手臂或頭上的環狀裝置採集。“生物靈感”電腦並不是科幻小説意味上的閱讀人腦,它把人體的電脈衝變成電腦理解得了的數字資訊。該公司希望“生物靈感”電腦最終能使用戶通過思維控制電腦。
另一家小公司、紐約的IBVA技術公司説,它們已研製成功一種互動式腦電波可視分析儀,可將通過頭戴裝置採集的腦電波變成多種信號形式,包括音樂。例如,某人發怒時,他的腦電波就改變,對應于特定信號形式的音符也改變。該公司銷售經理海倫 梅希科説,這與生物反饋異曲同工。她認為在今後的實際應用中,這種機器可用來把整間屋子變成一個由情緒控制的圈子。如果你回到家中時感到心情壓抑,它會把你的緊張情緒變成指令,降低室內燈光強度,並放起舒緩的音樂。
兩年前出現的“思想組合”裝置是由加利福尼亞州研究人類與海豚相互影響的水族思維基金會,與巴爾的摩的季風軟體公司共同開發的。它能在電腦螢幕上畫出使用者的腦電圖。參與該裝置開發工作的薩尼爾 古普塔博士認為,此類裝置最終可以用來控制電腦功能。他預計,總有一天,人類與電腦之間的交互作用將變得“透明”。換句話説,就是不存在任何鍵盤之類的人為阻隔。機器和人類將通過聽覺、視覺和觸覺等各種感覺相互作用。
電腦也能有神經系統
科學家證實已經研發成功一個可以模倣人腦活動的新電子回路,將來有一天將可能會運用在電腦上,賦予電腦像人類一樣的思考能力。
人類智慧中樞的大腦皮質包含複雜的反饋回路,是一個複雜的神經網路。來自麻省理工學院、新澤西的貝爾實驗室和蘇黎世神經資訊學中心的科學家們證實,他們已經創造出類似人腦神經系統的電子回路。
由人造神經組成的這個電子回路是靠人造突觸或是彼此的連結點來相互溝通,所有的這些成分是由回路上的電晶體製作而成的。將來這個系統可以讓電腦等具備複雜的認知功能,例如視覺等。
一個大腦神經可能和一萬個其他的神經相連結,這使得大腦成為一個大而複雜的網路。研究者長久以來嘗試將電子和神經回路類比,神經生理學實驗卻發現,大腦和傳統的電子回路所使用的反饋是不一樣的。
傳統的電子回路是類比和數據涇渭分明,而大腦的認知則包含類比和數據層面。例如,當一輛車靠近,大腦會不斷接收到有關它的顏色、大小、和距離的資訊,但是數據的成分還是存在的,不管物體如何呈現,我們的大腦還是會做是或不是的決定:究竟它是不是一輛車?
麻省理工學院的電子工程和電腦科學的學者沙帕斯卡表示:“電子世界和人腦一樣,正朝著類比和數據混合的計算發展。但是大腦的混合符號回路所包含的類比和數據功能,比電子世界所做的更深入。”
俄羅斯科學家宣稱,他們研製了第一個人造腦:具有人腦一樣智慧的“神經電腦”。科學家瓦利採夫説,俄羅斯的新式電腦模倣腦細胞(或稱神經元)的運作方式,採用神經生理學和神經形態學的最新發現,超越過去的腦模型,製造出真正會思考的機器。
但他警告這個科學突破也有其潛在危險,他説,新式人工腦如果處理失當會變成科學怪物。他説:“這個機器必須像新生兒一樣接受訓練。使它成為我們的朋友而不是罪犯或敵人,這是非常重要的。”
讓電腦與人有共同語言
長期以來,人們希望電腦與人類能有更多的共同語言。今年2月,美國國家科學基金會(NSF)資助羅格斯大學所做的人性電腦互動研究已大有進展,電腦離“了解”人類的目標又近了一步。
對多數使用者與個人電腦應用功能而言,用鍵盤與滑鼠輸入就已足夠應付。但NSF資助的研究人員在一項名為“刺激” (STIMULATE)的計劃中,正努力發展能夠模倣人類溝通形式的系統,包括眼光接觸、手勢、觸摸與聲音等。實驗中的軟體與硬體,適用於軍事、醫療、助殘等方面。
羅格斯大學的電腦科學家與電機工程師已設計出多形式輸入經理 (MIM)軟體,能夠同時接收語言、目光與觸覺信號。另外還有名為“融合代理”的特殊軟體,用以消化繁複的輸入資料,讓電腦能夠響應人類日常用以相互溝通的微妙信號。
羅格斯大學獲有專利的氣動式“力量回饋”手套,重量不到3英兩,能夠偵測指尖相對於手掌的位置,可藉以解讀手勢。
一般的目光追蹤攝影機都需要使用笨重的頭戴式器材,但MIM裝在平衡環上的追蹤攝影機,卻可置於案頭旋轉,偵測操作者目光投射的方向。只要經過10秒鐘的紅外線偵測器初步測定後,使用者就可以藉目光注視螢幕來控制游標移動。
“刺激”計劃主持人法拉納根説:“我們不敢預言鍵盤與滑鼠很快就會過時,但MIM科技不僅有改善現行電腦應用功能的潛能,並且會發展出以人性化互動模式操控的全新領域。” 這種軟體甚至可以窺察嘴唇的動作,以安排麥克風在高雜音環境下的位置。
中國公眾科技網 2001年7月13日
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