当前位置: 医疗机械 >> 医疗机械前景 >> 日本宅男需求改变世界意念控制机械臂出现
据IEEESPECTRUM网站年7月25日消息,日本京都高级电信研究所的研究人员推出了一种用大脑控制的机械手臂,通过试验研究人员教会被试者用大脑控制机器手臂,与人的自然肢体协调,在同一时间段内完成两项不同任务。研究人员指出,该系统或将该彻底改变工厂和建筑工人的工作方式。
想象一下,当你的双手忙于一项完全不同的工作而无暇腾出双手去做另一件事情的时候,仅仅通过思考就给出了命令让一只机械手臂执行一项任务,这是多么神奇的一件事情。研究人员宣称,他们已经成功地制造出了这种装置。用户可以同时思考两个任务,机器人可以破译这些想法中的哪一个是针对自己的,然后执行这个任务。
它的特别之处在于使用它实际上会提高用户自己的多任务处理技能。日本京都高级电信研究所的首席研究员西尾修一(ShuichiNishio)与他的同事,来自同一研究所的研究科学家克里斯蒂安佩罗萨(ChristianPenaloza)共同开发了这项技术。ShuichiNishio说,多任务处理往往反映了人们转换注意力的能力,如果能让人们使用脑机接口来实现这一点,我们或许就能提高人类的能力。
图片显示,一名女被试者头部佩戴电极帽以此来捕捉大脑活动,从而控制身旁的机械手臂给她喝水,同时自己的双手还在打字
Nichio和Penaloza通过开发算法来读取与不同动作有关的大脑电活动,从而实现了这一壮举。当一个人想要执行某种特定任务时——比如拿起一杯水,在大脑特定区域的神经元会产生一种独特的电活动模式。执行不同类型的任务,就会产生不同的电活动模式。
与这些任务相关的大脑活动可以通过放置在头皮上的非侵入性电极记录下来。然后,解析算法对记录的大脑电波活动进行解释,将与一项任务相关的大脑活动模式和另一项任务相关的大脑活动模式区分开来。然后它会通知机器手臂根据用户的想法移动。这些系统通常被称为脑机接口(brain-machineinterface,BMI)。
为了测试这个系统,Nishio和Penaloza招募了15名健康的志愿者,让他们在完成多项任务的同时记录下大脑的电活动情况。每个参与者都戴着电极帽,坐在椅子上,用他或她的双手在板上平衡一个球,同时电脑记录下他们大脑的电活动。接着坐在同一张椅子上,参与者打开一个连接的机械手臂,想象机器人手臂抓住附近的一个瓶子,并同时使用其真正的手臂在托盘上移动球。
电脑记录下了他们大脑的神经活动情况,感觉到他们想要抓住瓶子并控制机械手臂执行了指令。根据报告,在计算机的帮助下,在整个过程中参与者平均有75%的时间都能成功地同时完成这两项任务,其中一些参与者比其他人更具备多任务执行能力。Penaloza说:“很明显,人们的表现是不同的,表现好的人有85%的时间可以同时处理多项任务,而表现不佳的人只有52%的时间可以同时处理多项任务。”同时他指出这两组人在控制手臂的能力上没有差别,但可能是他们同时专注于多项任务的能力不同。
图片显示招募者正在利用第三只机械臂进行多任务测试
Nishio和Penaloza说,他们相信像这样的脑机接口系统可以提供正确的生物反馈,帮助人们更好地学习多任务处理。由他们研发的意念控制机械手臂是第一个能读懂多任务大脑的大脑控制机器人。他们正在继续研究这一现象,希望将它能用于医疗。
比如用于四肢瘫痪的人用的大脑控制的机械外骨骼,很有必要为残疾人开发这些技术,但这种系统对健全人群的效用还不清楚。尽管如此,这个系统还是让研究人员在头脑风暴中提出了这样一个问题:如果我们能拥有第三只手臂,我们将如何使用它?开发适用于普通人的意念控制机械手臂让我们对未来的应用有了更多的遐想。