当前位置:

OFweek电子工程网

其它

正文

MIT截肢教授:脑机接口开创人类和机器“互操作”新时代

导读: 近几年来,“脑机接口”是一个貌似非常科幻、实际令开发者非常关注的一个话题,Herr教授的研究给“脑机接口”指明了一条新路:“脑机接口”可以被用在帮助残疾人士的领域,让他们不再因为难以使用的义肢而受苦。Herr教授认为,通过人类和机器的如此配合,我们在逐渐进入人类和机器“互操作”的时代。

MIT截肢教授:脑机接口开创人类和机器“互操作”新时代

来自麻省理工学院(MIT)的Hugh Herr教授是MIT媒体实验室(MIT Media Lab)生物机电工程领域的负责人。在媒体实验室,他致力于开发增强人类身体能力的机器设备。在BBC记者Dave Lee与他讨论“脑机接口”的相关话题时,他说:

“我们正处于人类历史的关键转折点。……我们在将神经系统与已经建好的世界融合起来。我们当前使用的技术与人类的神经系统相分离,但我们正在建立融合人类生理学的人机关系,并逐步向这一新时代过渡。”

他的这番言论其实是他个人经验的真实写照。

Herr教授的另一个身份是一名登山者。不过不幸的是,在1982年他18岁时,他在攀登新罕布什尔州华盛顿山(Mount Washington)的过程中和伙伴被困在暴风雪中。在他们被援救人员救出之后,Herr本人因为冻伤而不得不接受双腿自膝盖以下的截肢。

在2012年,Herr教授装上了非常复杂的机械仿生义肢。回忆起这一场景,Dave Lee是这样描述的:

“在伦敦,我亲眼见到他让满屋的人感动流泪。当时,他第一次在公众面前穿上这两个非常复杂精巧的义肢。这两个义肢让他能够再次自然、优雅地行走。”

MIT截肢教授:脑机接口开创人类和机器“互操作”新时代

装上假肢的Herr教授依旧能够勇敢攀岩。

如今,Herr教授的研究也和他的义肢有关。在MIT媒体实验室,Herr教授和他的研究组致力于开发帮助残疾人的科技装置。他们的目标是逐渐减少残疾对人类的影响。

不过,隐藏在这一目标之下的,是Herr教授通过义肢实现“脑机接口”的理想。

帮助残疾人:能够感知环境的智能义肢,才是能真正帮助残疾人的义肢

在装上义肢后,Davis的第一场表演立刻引起了公众轰动,也让Herr教授站上了TED的演讲台。

在Herr教授位于MIT的实验室中,他们在使用机械模拟人体能做到的一些工作。对于人体来说,下楼、跳跃这些事情非常简单;但对于工程师手中的义肢来说,这些事情却是极其复杂的。

BBC记者Dave Lee采访了实验室中的一名博士生,Roman Stolyarov。Stolyarov对他展示了他们正在开发的义肢,并告诉他义肢的设计理念与无人驾驶车辆的传感器系统非常相似。

Stolyarov向Lee举了一个例子:在下楼梯的过程中,不管人类是否意识到了这一动作,人的大脑都可以本能地让腿部准备好踏上更低的台阶,但让义肢去做同样的事情则非常困难。不过他们正在设计的义肢就能为下楼的动作做“准备”。

“义肢中的电机能够模拟真正的踝关节。(义肢)周围的传感器能够判断这条腿是在空中还是在地面上,从而能够让人感觉是在真正进行行走,而不是在使用一个毫无生气的义肢。”

MIT截肢教授:脑机接口开创人类和机器“互操作”新时代

在下楼过程中,义肢能够识别这条腿在空气中还是在地面上。

帮助健全者:动力外骨骼,帮助人体“硬件升级”

Herr教授并不只是想用他的研究帮助残疾人。在设计残疾人辅助器具之外,他还希望能够用“人体外骨骼”这一形态提升人类的运动极限。另一名研究者Tyler Clites解释称,外骨骼可以将行走时的体力消耗减少25%:

“如果你实际行走了100英里,你只会感觉自己走了75英里……我们今天就能实现这项技术。我认为这些设备在未来几年中就会被商业化。”

“人体外骨骼”这个概念并不是新鲜事。实际上,除了Herr教授和他的团队,不少研究人员也在开发类似的举措。一个实际应用的案例就是美国零售连锁店Lowes正与弗吉尼亚理工大学合作,为其员工研发外骨骼,以协助他们执行货物搬运。

MIT截肢教授:脑机接口开创人类和机器“互操作”新时代

Lowes商店的人体外骨骼辅助设备。

对于这一前景,Clites是这么评价的:

“我确实认为,我们正在进入这样的一个新时代:生物系统和人造系统之间的界限正变得十分模糊。”

Clites也知道他们的研究可能会引起一些争议,比如有些人认为“体外骨骼”技术能够让买得起的“富人们”更强,而穷人们更弱。不过他的导师Herr教授却并不担心。他对Lee说:

“机器设备的价格将直线下降,很难说社会上是否会出现大规模的两极分化。”

MIT截肢教授:脑机接口开创人类和机器“互操作”新时代

据称,美国也将使用“人体外骨骼”技术打造“超级士兵”。

Herr教授的研究从义肢起,但是很有可能终于被机器设备“强化”的全人类。不过Herr教授也承认“强化人类”的未来还有一点远。目前他的研究重点还在于使用“脑机结合”理念让人类与义肢产生更好的配合。

对于这个问题,Herr教授表达了他对机电工程在残疾人领域运用现状的失望。在他看来,目前的医疗行业需要在这个问题上有很多改进:

“从内战时期至今,医院中使用的截肢方法几乎没有根本性的改变。当我们看到机器人技术与机电一体化技术取得巨大进步时,我们却没有看到截肢手术取得相应的进展。

这种情况现在正被改变。我们正在重新设计截肢的方式,以创造正确的机械和电气接口环境。”

未来,Herr教授将推动让人类大脑直接控制义肢的“脑机接口”技术。这样,义肢不仅能够实实在在地帮助使用者,还能真正让残疾人真正感觉自己的身体重新变得完整。

Herr教授坦承,最让他感动的是这样的情形:

“我们在临床上有这样的经历:当我们把这些义肢连接到人们身上,并听取他们的意见时,他们会告诉我们:‘我的肢体已经恢复了,我痊愈了,这是我身体的一部分’。”

近几年来,“脑机接口”是一个貌似非常科幻、实际令开发者非常关注的一个话题。Facebook弄出了“意念打字”,Elon Musk建立了Neuralink……但是Herr教授的研究给“脑机接口”指明了一条新路:“脑机接口”可以被用在帮助残疾人士的领域,让他们不再因为难以使用的义肢而受苦。

Herr教授认为,通过人类和机器的如此配合,我们在逐渐进入人类和机器“互操作”的时代。

声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,除OFweek官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: