信工大研究“意念控制” 已可用思維操控機器人

閆教授等人正在試驗用大腦的意念控制機器人

□記者王燦李曉敏文白周峰攝影

核心提示丨不用手握方向盤，不用腳踩油門、剎車，只要用“腦”想一想，就能開汽車；在自家門口，不用伸手，腦袋一想，即可輕松開門、使用廚房電器……你覺得這是科幻片？但它正在成為現實。

昨天，記者了解到，在解放軍信息工程大學，有這么一支團隊正在研究用意念控制物體。今年底，解放軍信息工程大學信息系統工程學院“腦機協同信息處理”實驗室的國家863計劃課題“面向大規模圖像分類的腦機交互技術研究”也將正式結項。

現場“意念”控制機器人行走

昨天，解放軍信息工程大學“腦機協同”實驗室內，兩個小巧可愛的機器人進行著前進、轉向動作。但讓你想不到的是，它們的這些動作并非由人手工操縱，而是由人腦直接進行控制。

機器人旁邊的凳子上，測試人員頭戴一頂“帽子”，并無發出聲音指令，但機器人會突然做出前進、后退、抓握動作。

“它是用人的意念控制的，只要把一塊電極貼在額頭上，然后動動腦子想一想，它就會實現相應的動作。”腦機協同信息處理實驗室主任閆鑌說，測試人員所戴的帽子是腦電波電極帽，能夠采集人的腦電波傳送到計算機中。

“我們可以從這些腦電波信號中讀取人的想法，然后通過計算機把人的想法轉換成機器人的控制指令，并通過無線裝置發送給它。這樣，我們就可以通過大腦的想法來控制機器人完成一定的指令動作。”

突破大腦信息可解讀、可控制

自2005年解放軍信息工程大學“腦機協同”課題啟動以來，他們為這個實現人類“超能力”的“大游戲”，已經花費了整整10年時間。

閆鑌說，目前他們已研究出如何用人腦“意念”來控制一些工具和設備，如無人機的起落、輪椅運動轉彎、手機自動撥號等。“以后腦控汽車，甚至說以后所有的家電都可以用腦去控制。”閆鑌說。

而“腦機協同信息處理”實驗室正研發國家863計劃課題“面向大規模圖像分類的腦機交互技術研究”項目也將在今年底正式結項。項目研發中“視覺重構技術”取得重要突破。所謂“視覺重構”就是人眼所看到的畫面，通過電腦可進行重組顯示。

在河南省人民醫院磁共振室，閆鑌曾做過一個“大腦視覺信息重構”的實驗。受試者躺在一臺大型磁共振設備里，他會依次看到C、H、I、N、A五個字母，磁共振設備將會采集他大腦視功能區的微弱信號，傳到計算機里，然后經過處理，最終還原重構出他看到的視覺圖像。

據介紹，人獲取的信息，80%以上是靠視覺獲取的，人看到的物品，都能在視覺皮層有一個體現。

“圖像重構是要把圖像中的每一點都精確地計算出來，困難也更大。”閆鑌介紹，目前他們采集的數據準確率基本可以達到70%。

運用160多位腦手術病人獲益

“腦機協同”其實已開始在我省醫學領域使用。

今年4月，在解放軍153醫院神經外科內，31歲的劉先生正在為手術前做準備。劉先生是一名腦腫瘤患者，需要馬上手術。由于腫瘤較大，他原有腦功能區已經移位，這時就需要對腦功能區再定位，如果定位不準，手術一旦觸碰到控制行動的腦區部分，那么患者很有可能會癱瘓。

此時，這項技術就派上了用場。“動左手，停止，動右腳，停止……”在閆鑌的指令下，劉先生做著相應的動作，而通過一臺特殊的儀器，劉先生的這些反應清晰地呈現出來。

“這個紅色的是功能區，白色的就是腫瘤的位置，可以看出它們之間的關系。”閆鑌介紹。根據這些數據，醫生成功地為劉先生切除了腫瘤。

“我們從2009年開始合作，到現在大概有160多例病人在手術前運用這個技術進行定位。”解放軍153醫院神經外科博士郭效東說，這些病人主要是腦腫瘤病人、癲癇病人和腦血管病人。

未來日常生活將更加便捷

“未來，我們要實現的是人眼看到什么，計算機就能準確呈現出什么。”閆鑌說。

他舉了個例子，“了解一部手機的信息，原來沒有圖片搜索的時候，你只能看看牌子去查，現在有了圖片搜索，你拍一下手機的樣子，在網上搜就能找到，未來就是你的眼睛看到這個手機，檢索系統直接讀取你的腦信號，和電腦聯網，直接去搜了，馬上反饋給你。”

閆鑌說，新的技術可以帶來新的行業的出現，在西方已經有人在做神經經濟學、神經營銷學等相關的行業，把科學和人們的生活連接起來。

近幾年，腦科學與認知科學研究取得突破性進展，歐、美、日相繼啟動各種人腦計劃，中國也將全面啟動自己的腦科學計劃。

目前，“中國腦計劃”已經獲得國務院批示，并列為“事關我國未來發展的重大科技項目”之一，將從認識腦、保護腦和模擬腦三個方向全面啟動。

“未來，可能你下班路上，想一下，屋里空調就會直接打開；殘障人士、脊髓損傷、中風以及其他神經肌肉退化的病人生活質量可以提高……”閆鑌說，“人類大腦是世間最有力、最復雜的事物，我們一直在尋找能夠駕馭它的神奇力量。”

>>>大河小科普

什么是“意念控制”？

“意念”操控，是利用人類的腦波操控，相關的科學研究已經超過半個世紀。

通俗地講，人類在進行各項生理活動時都在放電。用科學儀器測量大腦的電位活動，在熒幕上就會顯示出波浪一樣的圖形，這就是“腦波”。腦波活動具有一定的規律性特征，和大腦的意識存在某種程度的對應關系。人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態之下，腦電波的頻率會有明顯的不同。

正是因為腦波具有這種隨著情緒波動而變化的特性，人類對于腦波的開發利用成為了可能。在人腦與計算機等外部設備之間建立直接的連接通路，通過對于腦電波信息的分析解讀，將其進一步轉化為相應的動作，就是用“意念”操控物體的基本原理。