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BMI技术:用意念驱动机械

  • 发布时间:2015-07-14 00:29:45  来源:经济参考报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  通过读取大脑的活动,让大脑变为“输入器件”,不用动手,就能操作装置和机械——这种技术叫作“BMI(脑机接口)”。为了使人类的大脑成为新的“输入器件”, BMI技术的开发正在不断推进。

  早前,日本产业技术综合研究所曾研制出一种用于重度运动障碍患者与外界交流的小型便携装置。该装置通过检测患者的脑电波,解读其想法,帮助那些说话、写字困难的患者提高生活质量。现在,日本产业技术综合研究所决定将于2015年夏季在筑波大学附属医院开始对BMI技术进行临床验证。

  据悉,日本产业技术综合研究所从2000年就启动了相关研究,通过加入过滤噪声的装置,提高了识别精度。脑电波仪也从形似游泳帽,常被吐槽“压得太阳穴疼”的初期款式,进化到了像自行车头盔一样的形状。在易用性方面,也在逐步靠近实用。

  但在内嵌电极和升级脑电波仪后,价格最低也要几十万日元。为此,以提供半导体测试服务为主业的Tera Probe公司,把研发目标锁定在了成本为几万日元的实用化设备上。

  Tera Probe先行技术开发室长古京直也介绍说,当使用者看到以人眼察觉不到的速度无序闪烁的文字时,根据脑电波某个部分表现出的变化,可以确定使用者看的是哪个字。

  日本产业技术综合研究所与Tera Probe公司都是把外部“刺激”作为解读脑电波的钥匙,而金泽工业大学的中泽实教授正在启动利用人的“意念”操作机械的技术。

  目前,中泽实教授利用脑海中浮现出“1”和“2”的“形状”时发出的脑电波的波形,成功实现了利用“意念”操作轮椅:佩戴耳机的学生坐上电动轮椅,进入沉思。不一会儿,电动轮椅就自己驶向了目的地——洗手间。

  中泽实教授通过积累脑电波的波形,正在为更细致地解析思考的内容进行研究。今后将力争实现“只要想到‘洗手间’,就能前往洗手间的电动轮椅”。

  当然,除了脑电波,还有利用其他指标捕捉大脑活动的方法。其中,岛津制作所提出的根据“血液含氧量”检测大脑活动状态的“近红外分光光度法(NIRS)”,就已经在抑郁症诊断辅助装置等产品中投入实用。

  相比前面提到的脑电波仪,通过捕捉血液含氧量的变化,可以更详细地读取大脑在产生“想开空调”等想法时的活动状态。NIRS装置的反应速度约为5秒,虽然比只需不到1秒的脑电波仪慢,但在减少误识别上优势明显。因此,国际电气通信基础技术研究所(ATR)把岛津制作所的NIRS与脑电波仪组合,正在研究只通过大脑活动,就能完成操作家电等室内的各项动作。

  尽管分析技术日新月异,但研究人员都表示“尽管如此,人类的大脑依然充满了尚未解开的谜团”,而实用化虽然也面临许多课题。不过,BMI技术的研发竞争已经趋于白热化。(佐藤浩实)

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