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腦機接口將成真？未來(lái)戰場(chǎng)或能用意念決勝千里之外

2018-05-28 10:50:12 來(lái)源：作者：責任編輯：點(diǎn)擊圖片瀏覽下一頁(yè)

還記得科幻電影《阿凡達》中的男主角杰克嗎？他竟然可以通過(guò)思維控制“外星人”的軀體。這種堪稱(chēng)“黑科技”的神奇技術(shù)，就是“腦機接口”技術(shù)。它通過(guò)對腦電波信號的監測，分析推斷人的想法和目的，進(jìn)而產(chǎn)生對應的調節和控制信號，實(shí)現與外界設備的實(shí)時(shí)交互。

　　隨著(zhù)“腦機接口”技術(shù)的日益成熟，未來(lái)戰場(chǎng)或將實(shí)現士兵大腦與武器系統的直接連接，進(jìn)一步推動(dòng)人與裝備的有機融合，此技術(shù)或將開(kāi)啟智能化戰爭的新天地。如今，美國國防部高級研究計劃局正積極開(kāi)展“腦機接口”相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)，《經(jīng)濟學(xué)人》雜志還重點(diǎn)介紹了通過(guò)“意念”控制機器的方法，標志著(zhù)這種“心靈感應”正在從想象變成現實(shí)。

　　從“善解人意”

　　到“腦控”成真

　　近日，美國國防部牽頭投資的多個(gè)研究項目，主要致力于開(kāi)發(fā)高分辨率腦神經(jīng)接口。事實(shí)上，不僅是美國軍方，美國科技界也不愿在即將到來(lái)的“腦控時(shí)代”被甩在身后。為實(shí)現人腦與計算機的連接，Facebook創(chuàng )始人扎克伯格也在積極推動(dòng)“腦機接口”研究，旨在研發(fā)出更加“善解人意”的計算機，實(shí)現以人的“意念”完成鍵盤(pán)、鼠標等輸入操作。

　　所謂“腦機接口”技術(shù)，就是在大腦與外部設備之間創(chuàng )建直接連接的信息通路。“腦機接口”單向通信時(shí)，主要是通過(guò)對腦電波信號的監測，分析推斷人的想法和目的，產(chǎn)生對應的調節和控制信號，計算機收到大腦“傳送”來(lái)的指令后，進(jìn)而開(kāi)展相關(guān)操作。雙向“腦機接口”則允許大腦與外部設備間展開(kāi)雙向信息交換，仿佛是用大腦跟電腦說(shuō)“悄悄話(huà)”。當然，在“腦機接口”中，“腦”泛指有生命形式的大腦或神經(jīng)系統，“機”則包括任何能進(jìn)行處理或計算的外部設備。

　　“腦機接口”技術(shù)的產(chǎn)生并不久遠。在上世紀70年代，“腦機接口”技術(shù)的概念萌發(fā)。1988年，美國研究人員首次實(shí)現了用大腦直接控制虛擬打字機。緊隨其后，瑞士研究人員實(shí)現了讓輪椅按人腦意識行走。2013年，英國研究人員首次開(kāi)發(fā)出可用于控制飛船模擬器的“腦機接口”裝置。美國研究人員又在此基礎上進(jìn)行了后續改建，使得人們可通過(guò)戴在頭上的裝置控制飛船模擬飛行。如今，研究人員通過(guò)頭發(fā)絲一樣細的彈性纖維，成功地將光、電和化學(xué)信號組合傳輸到大腦中，為實(shí)現大腦不同區域間的態(tài)勢感知提供了新的思路，有望進(jìn)一步突破“腦機接口”信息傳輸的技術(shù)瓶頸。

　　讀懂“腦語(yǔ)”

　　沒(méi)那么簡(jiǎn)單

　　被稱(chēng)為“三磅宇宙”的人腦不僅是人體中最復雜的部分，也是一個(gè)高度復雜的信息處理中心，數以十億計的神經(jīng)元通過(guò)相互連接進(jìn)行信息交流，并通過(guò)整體協(xié)作來(lái)完成各種認知任務(wù)。“腦機接口”技術(shù)要發(fā)展成熟，遇到的核心技術(shù)難點(diǎn)包括大腦神經(jīng)生物信號采集及處理、人機高效協(xié)同等。如何高效采集到腦電信號并成功“解碼”，能否將人腦的思維活動(dòng)轉換為指令信號，都考驗著(zhù)涉及機械動(dòng)力、機器學(xué)習、神經(jīng)科學(xué)、認知科學(xué)、信息工程等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的研究水平。

　　還記得在2014年巴西世界杯開(kāi)幕式上，一名癱瘓少年通過(guò)大腦控制外骨骼開(kāi)出的那一球嗎？之所以能夠用“意念”驅動(dòng)外骨骼，正因為采用了“腦機接口”技術(shù)。“腦機接口”的主要功能就是捕捉人腦在進(jìn)行思維活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一系列腦電波信號。通過(guò)對腦電波信號進(jìn)行特征提取、功能分類(lèi)，就能辨別人的真實(shí)意圖。不過(guò)，“腦機接口”是一項復雜的交叉學(xué)科，實(shí)現巴西世界杯的開(kāi)球一腳，足足耗費了研究人員2年時(shí)間開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。

　　即便是實(shí)現了信號的高效采集，“腦機接口”技術(shù)還面臨著(zhù)一個(gè)最大的“攔路虎”，那就是大腦本身。目前，人們對于大腦的了解依舊不深，對諸如大腦的運行方式、記憶如何形成等復雜功能更是知之甚少。伴隨著(zhù)神經(jīng)科學(xué)與機器學(xué)習的快速發(fā)展，未來(lái)人們有望進(jìn)一步識別神經(jīng)活動(dòng)模式，揭示出更多“大腦的秘密”。

　　用“意念”

　　決勝千里之外

　　你能想象，未來(lái)可以通過(guò)意念直接駕駛戰斗機升空作戰嗎？在美國國防部高級研究計劃局開(kāi)展的項目中，就有這樣一個(gè)“腦洞大開(kāi)”的項目。研究人員通過(guò)在人體內植入信號探針，讓全身癱瘓人士通過(guò)意念控制機械手臂，不僅實(shí)現了給自己喂食，甚至還能完成擊掌和豎起大拇指等動(dòng)作。

　　研究人員隨后通過(guò)一系列復雜試驗，實(shí)現了通過(guò)意念在飛行模擬器上操控F-35戰機。此舉不需要像其他飛行員那樣進(jìn)行復雜的操作培訓，這名“飛行員”只要想象自己想要怎么飛就好。

　　美軍從本世紀初就開(kāi)始探討“腦機接口”技術(shù)在軍事領(lǐng)域的具體應用方式。2004年，美國國防部相繼資助多個(gè)實(shí)驗室開(kāi)展“思維控制機器人”研究，還廣泛涉獵腦聽(tīng)器、心靈及生理響應系統、無(wú)線(xiàn)電催眠發(fā)生器等多項“腦機接口”技術(shù)研發(fā)。目前，其研究出的“認知技術(shù)威脅預警”項目，可輔助士兵在2~3秒內識別視距范圍內100個(gè)威脅目標。2013年，美國國防部高級研究計劃局披露了一項名為“阿凡達”的研究項目，旨在通過(guò)意念遠程操控“機器戰士”，以代替士兵在戰場(chǎng)上完成各類(lèi)作戰任務(wù)。

　　“腦機接口”技術(shù)在武器裝備發(fā)展方面具有巨大的應用潛力，它允許士兵直接通過(guò)大腦控制武器裝備，將深刻影響并改寫(xiě)未來(lái)戰爭的游戲規則。早在2013年，美國國防部高級研究計劃局就開(kāi)始自主式雙足機器人的研究，其遠程“控制端”正是士兵的大腦。目前已研制成功的腦電波遙控直升機，通過(guò)大腦信號遠程操控，躲避障礙物的成功率高達90%。研究表明，采用“腦機接口”技術(shù)，可提高作戰人員操控武器裝備的靈活性和敏捷性。

　　同時(shí)，“腦機接口”技術(shù)所賦予武器裝備“隨心所動(dòng)”的智能化特征，也將進(jìn)一步提高士兵戰場(chǎng)態(tài)勢感知與目標探測能力，對武器裝備發(fā)展應用、戰場(chǎng)博弈“攻防之術(shù)”產(chǎn)生深遠影響。

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