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意念控制:用你的思想控制机器人

一种巧妙的新系统帮助瘫痪患者和计算机协同工作来控制机器人,帮助将“闭锁”的人与世界联系起来。

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图片鸣谢:Howie Choset/卡内基梅隆大学

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最近几个月,在瑞士何塞·德尔·R·米兰(José del R. Millán)的计算机科学实验室里,一个类似于iRobot Roomba(装有笔记本电脑)的小型圆形机器人(右图)在摆满家具和人的办公室空间里穿行。这本身没什么特别,但这个机器人是在60多英里外的一家诊所里被控制的——不是通过操纵杆或键盘,而是通过一名瘫痪患者的脑电波。

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这次机器人之旅是一项共享控制实验,这是一种脑机接口类型,它将有意识的思维与算法融合在一起,使残疾患者能够更精细地通过意念控制帮助他们交流或取回物体的设备。如果用户出现思维失误,米兰的软件可以介入帮助。例如,机器人就不会一头撞上下楼梯,而是会重新计算以找到门。

对于成千上万患有闭锁综合征(一种使患者只剩下眨眼能力的瘫痪)的人来说,这项技术可能会改变他们的生活。这种情况通常无法治愈,但米兰的研究可以使其更容易忍受,让患者通过机器人代理与世界互动。“过去十年就像是一个概念验证期,”迈阿密大学神经修复学研究小组主任贾斯汀·桑切斯(Justin Sanchez)说,他也正在研究共享控制。“但这项研究进展迅速。现在有一个巨大的推动力,希望将这些设备提供给日常生活中需要它们的人。”

米兰的系统于9月在瑞士洛桑联邦理工学院宣布,它通过在患者和机器之间分配认知工作量,使脑机接口更加有用,迈出了一大步。以前,用户必须完全集中精力发出三个命令之一——左转、右转或什么也不做——
从而产生由布满电极的帽子检测到的特定脑电波模式。这种系统迫使用户不断思考命令,从而使他们筋疲力尽。通过共享控制,机器人可以快速解读用户的意图,让他们在精神上放松。米兰现在正在开发一种软件,可以更好地过滤不相关的想法,并确定用户真正想要机器做什么。

尽管残疾人可能是米兰技术的第一批受益者,但我们所有人最终都可能被扫描。米兰和汽车制造商日产最近宣布,他们正在合作开发一款共享控制汽车,该汽车将扫描驾驶员的脑电波和眼睛,如果思维(以及Altima汽车)开始游离,它就会介入。

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