機(jī)器人研究在近幾年是熱門的主題,許多研究者渴望開(kāi)發(fā)出輔助機(jī)械以幫助肢體障礙、行動(dòng)不便的人,而想達(dá)成目的必須談到神經(jīng)科學(xué),人類的動(dòng)作行為來(lái)自大腦運(yùn)作的生物基礎(chǔ),透過(guò)上千萬(wàn)個(gè)神經(jīng)細(xì)胞電訊號(hào)傳遞,我們可以做出任何心里想的動(dòng)作,傳輸路徑一旦受損,便無(wú)法自如的使用肢體。因此許多研究認(rèn)為如果可以從大腦輸出神經(jīng)訊號(hào)到機(jī)械,跳過(guò)受損的訊號(hào)途徑,是否就能讓機(jī)器做出心里想的動(dòng)作?
今天在大家為世界杯足球賽瘋狂這個(gè)時(shí)刻,神經(jīng)科學(xué)同時(shí)也發(fā)生了令研究者興奮的大事件:在巴西的Sao
Paulo舉辦了2014世界盃開(kāi)場(chǎng)典禮,有一位癱瘓的青年穿著「意念控制的機(jī)械外骨骼」裝備,在眾人矚目下踢了球,為比賽揭開(kāi)序幕。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)iguel Nicolelise共同指導(dǎo)于Duke
University的神經(jīng)工程中心,已經(jīng)專注于大腦機(jī)械機(jī)器界面研究很長(zhǎng)一段時(shí)間,在其最創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)中,以猴子為動(dòng)物模型,讓猴子裝上腦部感測(cè)器及時(shí)輸出動(dòng)作的指令,他發(fā)現(xiàn)猴子可以單靠「想」刺激電腦控制的機(jī)械做出走路的動(dòng)作。而現(xiàn)在,這樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果被認(rèn)為是能發(fā)生在人類身上,Miguel Nicolelise和非營(yíng)利計(jì)劃Walk Again
Project合作打造了機(jī)械外骨骼系統(tǒng),癱瘓的患者只要戴上裝備,頭部的裝置可以讀取腦波,因?yàn)槟X波代表對(duì)事情的思考,不同的腦波圖型對(duì)應(yīng)道不同動(dòng)作,也能看到動(dòng)作執(zhí)行階段的區(qū)別,使用這套裝備,大腦訊號(hào)被送至電腦再被轉(zhuǎn)換成「命令」到外骨骼。
這項(xiàng)裝備具備許多貼心的要素:外骨骼能平衡、腳部感測(cè)接觸的地方使用人造皮膚,當(dāng)穿上這件裝備,大腦神經(jīng)訊號(hào)會(huì)被送到電腦再被轉(zhuǎn)換成控制外骨骼的訊號(hào)輸出,以此驅(qū)動(dòng)機(jī)器的動(dòng)作,例如想著『踢球』,先產(chǎn)生對(duì)應(yīng)踢球的腦部活動(dòng),機(jī)器再將輸出腦波對(duì)應(yīng)的電子訊號(hào),以此讓機(jī)器先運(yùn)作移動(dòng)、對(duì)準(zhǔn),踢出球。
這項(xiàng)驚人的發(fā)展為受癱瘓所苦的人們帶來(lái)一道曙光,但這項(xiàng)研究還在非?;A(chǔ)的階段,目前只算證實(shí)了「大腦-機(jī)器-動(dòng)作」的概念,還需要做更一步的人類使用實(shí)驗(yàn)。腦波并非單純因?yàn)橐粋€(gè)想法或一個(gè)刺激而有獨(dú)立的波形,類似的腦部活動(dòng)可能來(lái)自于截然不同的情緒或動(dòng)作,若要將神經(jīng)電訊號(hào)、腦波圖型結(jié)果應(yīng)用在科技,困難卻又重要的應(yīng)該是要建立龐大資料庫(kù)。
人腦十分複雜,一點(diǎn)小小的刺激都會(huì)造成龐大的改變,要如何用連結(jié)機(jī)械和腦神經(jīng)治療癱瘓患者還需要繼續(xù)挖掘,不論是機(jī)器技術(shù),或是大腦的秘密。
資訊與圖片來(lái)源:NIH Director's Blog