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脑波控制技术走入民间 革命性人机交互再现魔幻

导读: 神念科技的野心或许不仅是为已功成名就的平台提供创新应用,它没准更愿意走对了通向未来的大路——有一天能成为最自然的人机互动界面,帮助人类实现“我思即我行”。

  就算你能够同意“任何非常先进的技术,初看都与魔法无异”,这句话被神念科技放在了公司网站的显著位置上,但“脑控”这种技术听起来还是比魔法还显得魔法。仅仅在脑子里想一想就能够控制电子装置或者机械设备,这无疑将人和机器之间的距离缩短到了最近,连所谓人机界面是否还有必要存在都成了一个问题。这就是为什幺当人们第一次走进跟脑控技术有关的公司时,都会迫不及待地希望试用他们的产品,体验一下用大脑意识实现控制是什幺感觉。

  读懂脑电波

  2008年,比尔盖茨在接受BBC采访时曾表示:“人机互动模式在未来5年内将会有很大改观”,他预言电脑的键盘和鼠标将会在未来逐步会被更为自然、更具有直觉性的手段代替。盖茨的预言在大众消费市场上被苹果率先实现。这两年,脑波控制技术(Mind-control Technology)这种听起来颇像“特异功能”的人机交互方式开始悄悄冒头,或许有一天你根本不必通过语言对机器发出指令,而只需要不动声色地在头脑中想一想,便可达成相关任务。

  这种听起来十分玄妙的脑波控制技术,说白了其实并不深奥。19世纪末,德国生物学家汉斯伯格观察到电鳗自体会产生电流,这个现象启发了他,觉得人体也必然有类似现象发生,从而发现了人脑中微弱的电流。而脑波的生理电位通常十分微弱,大约在5~30uV左右,属于0.5~60Hz的交流信号。此外,脑电会随着人的不同情绪与身心状态而改变,并且只有在人脑死亡后才会停止,所以通过获取脑电信号并加以解码分析,就能够获得一系列信息。人的大脑是由数以万计的针尖大小的神经交错构成的,神经相互作用时,脑电波模式就释放出这些神经元之间透露的思维信息。不同的神经活动会产生不同的脑波模式,不同的脑波模式会发出不同频率的脑电波,从而表现为不同的大脑状态。

  脑波控制技术走入民间 革命性人机交互再现魔幻

  脑立方

  而人脑平均每天产生7万个想法,每一次神经活动时都会产生轻微的放电,放出的电通过脑电波技术(医学上称为脑电图)就可以测量得到。不过,单个神经产生的脑电很难隔着头皮测量。因此,对情绪状态的判断是根据许多神经共同放电产生的集体神经活动得来。最终,通过特定算法技术就能把这些具体情绪状态解读出来。当然,目前技术的水平还停留在读懂庞大信息流中情绪状态的层面,比如喜欢、不喜欢、专注等状态。经过一个世纪的实验,神经系统科学领域的专家们已经定义了大脑中控制具体活动的部位,比如人大脑前额处的皮质能够产生更高级的思维,人的情绪、精神状态及专注状态都受这个区域的控制,这个区域被称为大脑的FP1区域。正是因为大脑可以随状态而波动,并已被确定为集中在FP1区域,才使得人们对脑波的开发和运用不仅仅局限在医疗领域,把意念控制机器的可能性变成现实,让人们在娱乐、教育、健康等领域感受脑波的神奇和能量。

  脑控技术商业化之路

  人体具有四种类型的生物电,分别是心电、脑电、肌肉电以及眼电,其中以心电最为容易监测,而脑电由于受到质地坚硬致密的头骨包裹而极难被捕捉。脑电的强度比心电弱1000倍,加之人们生活中又存在诸多干扰源,这使得获取脑电信号就如同在高速运转的飞机引擎旁想要听清人说话一样困难。因此,对脑电进行监测一直是高级科学实验室的专利。可是,该如何在普通的消费环境中,实现对脑波的测量和解读呢?要在大众消费市场推广应用,医院里测量脑电波的方式,在头上涂满导电胶、装上十几个电极探头的检测方式显然过于理想化。

  类似神念科技这样公司的使命,正是让原本只用于医疗的脑波传感器技术进入大众消费市场,而非仅仅局限在医院里。就像电子血压计的家庭普及过程一样,脑控技术应用产品的民用化和商用化也需要更为简易的使用方法和相当长的市场培育期。在电子血压计出现之前,测量血压的主要途径是通过汞柱血压计,汞柱血压计不仅需要专业人士的听诊、病患双方的配合,还因为笨重而不便携带,这导致血压计一度难以进入家庭,而电子血压计凭借亲民的价格,通过简单易行、直白易懂的测量方式和结果显示,成为现代家庭的常用家电。

  脑波传感技术也面临着极其类似的问题,而其所面临的技术障碍则更高。除了此前提到的由于所有电气设备都会产生不同程度的干扰,脑电波测量必须在一个与外界十分隔离的环境中之外,为了提高脑电波信号的质量,传感器通常要使用医用凝胶以提高导电性。而大部分普通人家里都没有一间无任何照明和电子设备的房间,且大多数人也不愿意每次使用脑电波设备时都往头上涂一层湿乎乎的医用凝胶。

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