增加第三条机械臂可以提高生产力。但如果拥有足够多的机械臂,你甚至可能成为蜘蛛侠。(图片来源:Mary Evans/COLUMBIA PICTURES CORPORATION AND/Ronald Grant/Everett Collection) 想象一下,如果你有第三条手臂,你会做什么。你可以一边喝咖啡一边写邮件。你可以一边挠鼻子一边玩《使命召唤》。你可以一边解魔方一边指挥交响乐。你可以一边打乒乓球一边织毛衣。显然,我们都需要第三条手臂。幸运的是,科学可能很快就能实现拥有第三条手臂的承诺。这是因为日本先进电信研究中心的工程师们最近展示了一种脑机接口,让他们能够利用自己的两条肉臂和一条由意念控制的机械臂协同完成两项不同的任务。虽然为了提高生产力而克隆自己暂时还不可能,但对于我们这些善于多任务处理的人来说,暂时拥有第三条手臂可能就足够了。
意念、身体、机器人
这是十年前你绝不会说的话:意念控制的假肢已经不是什么新鲜事了。事实上,如今已有多种“智能”手臂,它们能根据大脑的神经活动而弯曲和摆动。一个人佩戴一个监测其大脑活动的设备,当他们想象“弯曲”或“摆动”时,设备会发送指令。通过将特定的脑活动模式与相应的动作联系起来,就可以用意念控制设备。据报道,佛罗里达州的约翰尼·马塞尼(Johnny Matheny)在 2005 年因癌症失去手臂后,成为第一个拥有意念控制机械臂的人。他是个赛博格。大胆地说出来吧。近年来,意念控制的假肢已经有了巨大的进步,研究人员不仅在探索如何帮助截肢者,例如,也在研究如何增强健康人群的能力。这带来了一个新的挑战。你看,当一个人使用意念控制的假肢来替代缺失的手臂时,他们会专注于用那条手臂完成一项动作。他们需要它弯曲,所以他们想象弯曲。他们需要它抓握,所以他们想象抓握。本质上,你的大脑向意念读取设备发送一个单一、清晰的信号。

科学家们在一把办公椅的一侧安装了一个类似人类的机械臂。(A)然后,他们给人们一个带有颜色形状标记的平衡球板。(B)这些人然后尝试用机械臂抓取或释放瓶子。(C)人们被测试了多任务处理能力,让他们在抓取瓶子的同时,在板子上平衡球。(图片来源:Penaloza and Nishio, Sci. Robot. 3, eaat1228 (2018))
解读意图
在这种情况下,研究人员 Christian Penaloza 和 Shuichi Nishio 增加了复杂性。他们没有让人们执行单一动作,而是想看看人们是否能同时使用自己的生物手臂和机械臂来执行两项截然不同的任务。这意味着意念读取设备必须能够解析来自大脑的两个非常不同的手臂运动信号。它需要知道哪些动作是打算由机械臂执行的,哪些动作是打算由另外两条手臂执行的。而且,根据他们的早期结果,研究人员的脑机接口似乎能够胜任这项任务。他们让 15 名参与者尝试用机械臂抓取瓶子,同时用双手在板子上平衡球。15 名参与者中有 8 名能够成功地用他们的第三条手臂进行多任务处理,这已经相当不错了。研究人员发现,有些人的表现一直很好,而有些人则根本做不到。研究人员周三在《机器人学》杂志上公布了他们的发现。虽然尚不清楚为什么有些人能够多任务处理而有些人不能,但很有可能这与技术无关。研究人员认为,人们表现不佳仅仅是因为他们不擅长同时做两件事。那些难以控制第三条肢体的人,可能也难以一边拍头一边揉肚子。鼓手,作为最酷的多任务处理者,在除了两条手臂之外还能操作机械臂方面可能毫无困难。随着这些意念控制机器人不断发展,我们只能想象未来雇主对潜在员工的要求:必须拥有学士学位,三年经验,精通 Microsoft Word,并且能够用意念优雅地控制辅助机械肢体。














