“脑机接口”横空出世
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中国医生成功实施全球首例脑机接口手术脑机接口手术是一项前沿的医学技术,它通过将电子装置植入患者的大脑,实现与外部设备的直接连接,以使残疾人士能够恢复或增强他们的运动能力。
近日,中国的医生成功地进行了全球首例脑机接口手术,这标志着中国在医学领域的进步和创新。
脑机接口手术通常被应用于那些身体机能受损或丧失的患者,使他们能够通过思维来控制机械装置,例如假肢或轮椅。
在过去的几十年中,科学家们一直在致力于开发和改善这项技术,但实现受限于技术的限制和复杂的手术过程。
在这次全球首例脑机接口手术中,中国的医生采用了最先进的技术和设备。
手术过程中,医生将微型电极植入患者大脑中的运动皮层区域,这是负责控制肌肉和运动的区域。
随后,这些电极与外部设备相连,通过刺激和解读大脑信号,将患者的意图转化为机械装置的动作。
脑机接口手术的成功实施对患者来说带来了巨大的变化。
以往,残疾人士只能依靠辅助设备或他人的帮助来移动或完成日常活动。
而现在,通过这项手术,他们能够独立自主地进行各项活动,恢复了他们的尊严和自信。
除了为患者带来康复和自力更生的机会,这项技术还有着更广阔的应用前景。
科学家们预测,脑机接口手术在未来可能对其他一些领域带来重大的影响。
比如,它可以用于研究和治疗脑部疾病,例如帕金森病和脑卒中。
通过对人脑的深入了解,这项技术可能有助于我们开发更有效的治疗方法和药物。
这次全球首例脑机接口手术的成功实施不仅是中国医学领域的壮举,也为世界医学界带来了新的希望和机遇。
它不仅展示了中国医生在医疗技术方面的卓越能力,也证明了中国在创新科技领域的领导地位。
希望这项技术能够得到更广泛的发展和应用,为更多需要帮助的人们带去希望和改变。
总结起来,中国医生成功实施全球首例脑机接口手术,为医学界带来新的突破和希望。
这项技术的发展和应用将为残疾人士带来康复和自立的机会,同时也为研究和治疗脑部疾病提供了新的思路和方法。
中国在医学领域的进步和创新将进一步推动全球医学技术的发展,共建健康与科技的美好未来。
脑机接口技术的应用前景分析随着科技的不断发展,人工智能、机器学习等领域也在不断地深入探索。
其中,脑机接口技术越来越引起人们的关注。
那么,脑机接口技术究竟是什么?它将如何改变我们的生活呢?接下来,本文将从多个角度分析脑机接口技术的应用前景。
一、脑机接口技术是什么?脑机接口技术(Brain-Computer Interface,BCI),说白了就是一套能够通过人脑信号控制外部设备的技术。
最早的脑机接口技术用于医学领域,比如研究脑电图(Electroencephalography,EEG)和神经系统疾病等。
随着科技的进步,现在的脑机接口技术已经涵盖了更多领域。
二、脑机接口技术的应用前景1. 医疗领域脑机接口技术在医疗领域的应用前景非常广泛。
通过非侵入性的方式,可以采集脑电图信号,用于治疗神经系统疾病,比如脑卒中、帕金森等疾病。
此外,脑机接口技术还可以应用于康复训练,比如针对截肢患者的假肢控制。
2. 游戏领域脑机接口技术在游戏领域的应用也比较广泛。
通过记录玩家的脑电图信号,来控制游戏进程或角色操作。
比如通过脑电波控制机甲移动、攻击等。
这种控制方式不仅更加直观,也可以更好地提升游戏的沉浸感。
3. 教育领域脑机接口技术在教育领域也有很大的用武之地。
例如可以用来有效的进行像成语接龙设计、阅读量识别、心理与认知分析等教育实践活动。
此外,通过采集学生的脑电图信号,可以更好地了解学生的学习状况,为今后的教学提供参考。
4. 智能家居通过脑机接口技术可以实现智能家居的智能化。
利用脑电波可以控制环境的灯光、电视、窗户以及空调等设备。
对于老年人、残疾人或者生活自理不方便的人们来说,这种脑机接口技术无疑是一种非常实用的技术。
5. 汽车领域在未来的汽车领域,脑机接口技术可以帮助驾驶人员更好地控制汽车。
比如,在汽车通过定位、计算、语音交互等方式得知驾驶人员下一个执行动作时,如果驾驶人员无法在规定时间内操控,汽车就能够根据驾驶人员脑电波的指令,更快更准确地完成下一个动作。
脑机接口走向现实作者:来源:《发明与创新·大科技》2019年第08期将某种设备植入大脑以实现人类和计算机之间的快速通信,这是《黑客帝国》等经典科幻电影中的情节,“脑机接口”也是很多人津津乐道的话题。
如今,在被称为“硅谷钢铁侠”的埃隆·马斯克的口中,“脑机接口”或将从科幻走进现实。
据美国媒体《连线》报道,当地时间7月16日晚,特斯拉CEO埃隆·马斯克在加利福尼亚州科学院举行了一场黑科技发布会,宣布“脑机接口”研究已在灵长类动物上取得成功,“一只猴子已能用大脑控制电脑”,并指出人脑和人工智能的融合已不遥远。
让人兴奋的脑机接口马斯克除了创办特斯拉和Space X之外,还有一家成立于2017年的公司“Neuralink”,该公司的目标就是“开发连接人类和计算机的超高带宽脑机接口”。
7月16日,马斯克代表Neuralink带来了他们的最新科研成果。
据媒体报道,Neuralink开发的这个可以高效实现脑机接口的系统,具备3个核心部分。
首先是“线”,一种直径仅为4至6微米的线,比人的头发丝还细,可以植入人的大脑,进行高容量数据传输。
相比现有的脑机介质材料,由碳纤维或聚合物制成的线对大脑造成的损害相对较小。
根据Neuralink发布的白皮书,脑机接口系统至多包含3072个电极,分布在96条线程上。
如何把这些“线”植入大脑则涉及系统的第2个核心部件“缝线机器”,它是一个神经外科机器人,负责将带动着线的针刺入大脑,过程中自动避开血管。
最高效的情况下,每分钟能植入6根线。
操作模式类似于“缝纫机”。
植入大脑的电极将检测到的神经脉冲传递到头骨表面的处理器,处理器能读取多达 1536 个通道的信息,大约是目前可植入人体系统的15 倍。
“线一旦植入大脑,定制芯片就会与机器进行无线连接,甚至可以通过蓝牙和iPhone上的应用进行互动。
”马斯克说。
马斯克所说的芯片被命名为“N1传感器”,是系统的第3个核心部件。
脑机接口技术的研究现状及其应用前景当我们想到脑机接口技术,可能会想到科幻电影或小说中的场景:能够通过意念控制机器人、电脑或其他设备,或者治疗失去运动能力的人的疾病。
但是,现实中的脑机接口技术已经取得了很大进展,其应用领域也越来越广泛。
本文将介绍脑机接口技术的研究现状,以及其未来的应用前景。
一、脑机接口技术的基本原理脑机接口技术(Brain-Computer Interface,BCI)是一种通过直接测量大脑活动而不依赖于人类外部肌肉或神经系统运动的方法,实现人脑和计算机或其他设备的交互。
通常包括两个主要方面:脑-机界面和脑-网络界面。
脑-机界面主要研究将大脑信号转化为可控制计算机或其他设备的形式,包括可以控制机器人、轮椅、假肢或其他设备的运动和行为。
脑-网络界面则涉及将大脑信号转化为可以传输到远程计算机或网络的形式,从而实现远程控制。
这种技术主要由以下几个组成部分构成:1. 信号采集设备:通常是EEG(脑电图)或MEG(脑磁图)设备,用于量化大脑活动。
2. 信号处理软件:用于分析和处理采集到的大脑信号。
3. 控制设备:根据分析处理后的大脑信号,控制机器人、电脑或其他设备。
二、脑机接口技术的研究现状在过去的几十年中,脑机接口技术已经取得了很大的发展。
最早的脑机接口技术主要是利用昂贵且笨重的设备进行实验。
但随着技术的发展,越来越多的研究者开始使用小巧、低成本的脑机接口设备,这将脑机接口技术的研究带到了更广泛的领域。
目前,脑机接口技术主要包括以下几种类型:1. 运动控制最早的脑机接口应用是运动控制,旨在帮助失去运动能力的人。
在这种应用中,脑机接口设备通过拦截大脑活动信号识别用户想要做出的运动,然后操纵电动轮椅、假肢或其他辅助设备实现这些运动。
随着技术的发展,运动控制应用正在不断扩展,比如控制机械臂、运动假肢或其他辅助设备,以帮助那些失去四肢的人。
2. 人机交互像微软的Kinect和Sesame Street Workshop这样的机构正在研究如何通过人的意念控制计算机。
脑机接口技术发展及应用前景随着科技的快速发展,人们对于如何更好地与计算机进行交互和通信的需求也日益增长。
脑机接口技术作为一种新兴的交互方式,正逐渐引起人们的广泛关注。
本文将探讨脑机接口技术的发展历程、现状以及未来的应用前景。
脑机接口技术,简称为BCI(Brain-Computer Interface),是一种能够直接连接人脑与计算机的技术。
通过监测和解读大脑的电活动,将人脑的思维意识转化为计算机可以理解的指令和控制信号,进而实现人机之间的互动。
早期的脑机接口技术主要是通过植入电极等方式实现,而现在,基于脑电信号的非侵入式脑机接口技术正在快速发展。
脑机接口技术的发展可以追溯到20世纪70年代。
早期的脑机接口系统主要应用于医疗研究,用于帮助瘫痪患者恢复运动功能或者帮助脑损伤患者进行康复训练。
随着技术的不断进步,脑机接口技术被应用于更广泛的领域,包括虚拟现实、智能机器人、游戏控制等。
虚拟现实领域是脑机接口技术的一个重要应用方向。
通过监测大脑的电活动,在不使用鼠标、键盘或者手柄的情况下,用户可以直接通过思维来控制虚拟现实环境中的对象或进行交互操作。
这种方式的虚拟现实交互更加自然、直观,可以提供更加沉浸式的体验。
例如,一些研究团队已经成功地实现了利用脑机接口技术来操作飞行模拟器、驾驶游戏等。
另一个重要的应用领域是智能机器人。
通过脑机接口技术,人们可以通过大脑的意识和思维指令直接控制机器人的动作。
这为那些肢体受限的人群带来了更多的自主性和独立性。
例如,有研究人员开发了一种脑机接口系统,患有运动神经元疾病的病人可以通过想象自己在操纵机械臂,从而控制机械臂的运动,实现抓取和放置物体的动作。
游戏控制也是脑机接口技术的一大应用领域。
传统的游戏控制方式通常涉及手控器或键盘鼠标操作,而脑机接口技术可以提供一种新的、更加智能的游戏交互方式。
例如,一些研究者使用脑机接口技术开发了能够通过大脑信号控制的游戏,玩家可以通过集中注意力或者放松思维来控制游戏中角色的移动、攻击等动作,增加游戏的趣味性和挑战性。
脑机接口技术的发展与前景随着人类社会的发展,科技也不断地得到了进步和创新。
其中,脑机接口技术是一个备受关注的领域。
它是一种利用脑电波、神经信号等的生物电信号,与计算机进行交互的技术。
随着脑机接口技术的不断发展,它在医学、军事、游戏等领域都发挥着越来越重要的作用。
一、脑机接口技术在医学上的应用脑机接口技术在医学领域的应用非常广泛。
最常见的就是帮助患有运动神经障碍的人进行康复治疗。
该技术通过读取患者的大脑信号,将它们转化为机器指令,帮助患者完成一些日常的动作,如吃饭、穿衣等。
此外,脑机接口技术还可以被用来控制假肢。
当肢体被截肢或者完全无法动弹时,患者可以通过脑机接口技术来控制假肢动作,达到对日常生活的轻松自如。
脑机接口技术在神经科学上也有相当明显的应用。
通过脑机接口技术,可以研究人脑的神经活动,深入了解人脑结构和功能,进而为神经疾病的治疗提供更加准确的定位和治疗方案。
例如,通过记录神经信号,研究人脑认知的发展、人类大量数据处理的原理、以及从精神障碍患者的异常大脑信号中解析出新的治疗方案,等等。
二、脑机接口技术在军事上的应用脑机接口技术在军事领域也非常重要。
比如,美国国防高级研究计划局(DARPA)开展的“革命性脑机接口计划”(BAA1618)就是一个很好的例子。
该计划旨在开发一种可以帮助飞行员进行集中力和注意力训练的脑机接口设备。
打破了传统意义下需要刻意练习的暴力方式,可以通过良好的神经学训练,达到领先状态的战机乘员。
除此之外,军方还可以使用脑机接口技术来提高士兵的反应速度和平衡性。
通过检测士兵的脑电波,预测他们的动作和行为,从而使它们具有更好的决策能力,并在危险的情况下避免发生错误。
此外,脑机接口技术还可以用于情报采集等领域。
通过读取士兵的大脑信号,可以更快地发现战场上的情况,为下一步战术部署做好准备。
三、脑机接口技术在游戏娱乐领域的应用脑机接口技术在游戏娱乐领域也有很多的应用。
例如,有一些游戏厂商已经开始使用脑机接口技术开发一些可以让玩家脑力大战的游戏。
脑机接口技术的应用前景脑机接口技术(Brain-Computer Interface,BCI)是一种用于将人类大脑和计算机之间进行交互的技术。
它利用不同的传感器来获取大脑信号,并将其转换成计算机可以读取的电信号。
这一技术的应用前景非常广泛,从医疗保健到虚拟现实游戏,都有潜在的应用,下面将详细叙述脑机接口技术的应用前景。
一、医疗保健BCI技术的应用前景主要体现在医疗保健方面。
例如,脑机接口技术可以帮助瘫痪患者使用外部设备,如轮椅、人工肢体等。
BCI技术可以通过读取神经信号,实现通过思维控制这些设备的目的。
这种技术可以被用于治疗各种神经系统紊乱或疾病,例如帕金森氏症、脑卒中后遗症、脊髓损伤和失去四肢的人等。
脑机接口技术还可以用于某些精神疾病的治疗,例如抑郁症和焦虑症等。
另外,BCI技术还可以用于监测脑电波信号,从而帮助医生诊断医疗问题。
例如,可以使用其检测脑电波来检测癫痫发作,从而启动治疗计划。
还可以在体外诊断无法察觉的自闭症、注意力缺陷多动障碍、抑郁症等疾病。
二、娱乐和游戏BCI技术不仅可以用于医疗保健,还可以用于娱乐和游戏。
例如,虚拟现实和游戏开发者已经开始利用这项技术,以提高现有的游戏体验。
与传统的游戏设备不同,BCI 设备能够读取脑电波信号,从而使游戏玩家控制游戏行为。
可以通过思维控制游戏角色行走、跳跃、攻击,以及用脑波控制说话等。
这种交互方式极大地改变了传统游戏的交互方式,让体验更加逼真。
在娱乐方面,BCI技术可以使人们领略到一些不同的乐趣,例如控制玩具车,节奏游戏等,在这些领域,玩家可以使用他们的大脑控制设备,以更有趣和快捷的方式与玩具互动。
三、办公和教育BCI技术的应用还可以从办公和教育方面展开。
例如,一些脑机接口技术的设备可以让用户通过思考控制计算机,而不需要键盘和鼠标。
这种技术可以帮助残疾人更轻松地完成办公任务,园丁、作家、程序员等职业领域也有潜在的应用。
在教育领域中,BCI技术可以促进学习和记忆。
脑机接口技术应用前景脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)技术是一种能够实现直接将人类脑部神经信号转化为机器指令的技术。
通过脑机接口技术,人类可以直接通过思维与外部设备进行交互,这种开创性的技术引起了广泛的关注,并被认为具有广阔的应用前景。
脑机接口技术的应用可见于多个领域,最显著的是医学领域。
脑机接口技术可以帮助失去肢体功能的患者恢复行动能力。
通过监测患者的脑电信号,脑机接口技术可以将其转化为机器指令,通过智能义肢或外骨骼帮助患者恢复日常活动。
此外,对于患有神经系统疾病的患者,如帕金森病或脊髓损伤,脑机接口技术也可以起到诊断和治疗的作用,实现对病情的监测和生理调节。
脑机接口技术还在心理健康领域具有广泛的应用前景。
通过监测脑电信号,脑机接口技术可以实现对人们情绪和认知状态的监测,为心理健康评估提供客观的指标。
此外,脑机接口技术还可以帮助认知和学习障碍患者进行康复训练,提高他们的学习和记忆能力。
脑机接口技术在交通运输领域也有不容忽视的应用前景。
通过监测司机的脑电信号,脑机接口技术可以实现对司机的注意力和疲劳程度的监测,从而提醒司机采取相应措施以确保行车安全。
此外,脑机接口技术还可以应用于飞行员培训,通过训练飞行员使用脑电信号来进行飞行控制,提高飞行员反应速度和操作准确性,进一步提高飞行安全。
在娱乐和游戏领域,脑机接口技术也具有潜力。
通过脑机接口技术,人们可以通过思维控制游戏角色或虚拟现实环境中的动作,提供更加沉浸式的游戏体验。
此外,脑机接口技术还可以应用于艺术创作,通过记录和转化艺术家的思维过程为艺术作品,带来全新的创作方式和体验。
然而,脑机接口技术还面临着一些挑战。
首先,当前的脑机接口技术仍然需要训练和调试,对于大多数人来说存在一定的学习曲线和适应期。
此外,脑机接口技术在隐私和伦理方面也面临着严峻的问题。
如何保护个人思维的隐私和安全,以及对使用脑机接口技术的人员进行必要的伦理指导,都是亟待解决的问题。
脑机接口技术的发展现状及未来发展方向随着科技的发展和人类对脑科学的研究深入,脑机接口技术得以快速发展。
脑机接口技术是一种通过将人类的大脑与计算机或其他机器进行连接,实现人机交互的技术。
在过去的几十年中,脑机接口技术得到了广泛的发展,正在不断的得到改进和发扬光大。
脑机接口技术的现状目前,脑机接口技术已经在多个领域的应用中得到了广泛的使用。
例如,还没有成型语言的人可以通过脑机接口技术来与人交流,让他们表达自己的想法和感受;残疾人通过脑机接口技术,可以更加便捷地使用电子设备,控制电梯和其他家庭设备等;此外,还有一些运动员通过脑机接口技术来提高运动表现。
在医疗领域,脑机接口技术已经得到了广泛的应用。
最近,它正在被用来治疗癫痫患者。
相关研究表明,神经调节脑机接口技术对于癫痫发作的治疗效果比传统方法更好。
同时,这种技术还可以用于治疗神经退行性疾病,这些疾病包括阿尔茨海默病、帕金森综合症和贝尔氏麻痹等。
在科研领域,脑机接口技术也发挥了重要的作用。
科学家们可以使用脑机接口技术来研究大脑活动,以了解人类思维和认知机制。
同时,它还可以用于帮助研究者更加精确地测量儿童、年轻人和老年人的记忆力。
未来的发展方向随着科技的不断发展和成熟,脑机接口技术有了更广阔的应用空间和未来前景。
未来脑机接口技术的发展方向主要有以下几点:1. 大规模应用:目前,脑机接口技术的应用比较局限,还没有走入大众的日常生活中。
随着技术的不断升级和成熟,脑机接口技术将会有更加广泛的应用场景,例如自动门、电梯、灯光和娱乐等方面。
同时,科研人员还在探索着一些更加先进的应用,如运动增强、文化娱乐和医疗等领域。
2. 联网模式:未来的脑机接口技术将会更加智能化,采用不同的联网模式。
例如,将脑机接口技术与互联网和云计算技术相结合,可以实现智能家居、无人驾驶汽车和智能助理等更加先进的应用。
3. 多种形态脑机接口技术的融合:脑机接口技术发展也不会一成不变,未来可能会有更多形式的融合。
“脑机接口”横空出世作者:沈臻懿来源:《检察风云》2018年第20期看过科幻大片《阿凡达》的观众想必都不会忘记剧中的一个桥段:不幸瘫痪的前海军士兵杰克,身处潘多拉星球,头戴一套复杂设备在密闭舱内利用思维,操控着由人类基因与当地纳美部族基因结合创造出的“阿凡达” 混血生物人躯体。
片中无论是所处的星球、复杂的头戴设备,還是阿凡达,都是影片的虚构产物。
而当前一项名为“脑机接口”的脑力操控技术,已然横空出世,将科幻瞬间变成现实!脑机接口技术,是将人类大脑与各类外部设备之间搭建起直接交互的信息通路。
这一新科技,在未来有着较为广泛的应用前景。
在康复医学与辅助医学领域,脑机接口技术就好比“读心术”的现实版本,能够帮助肌肉瘫痪与肢体运动障碍人士提升生活质量;在未来战场环境下,脑机接口技术能够全面赋予武器装备“随意而动”的智能化元素,可令士兵决胜于“无形”。
士兵在大脑思维的作用下,就可以完全操控战斗机等各类武器装备;此外,脑机接口技术在大脑信号监测方面的优势,使其在记忆力训练、情绪控制训练、注意力训练等方面也有着得天独厚的巨大潜能。
探秘脑机接口技术众所周知,生物电现象是生命体活动的典型特点之一。
人类在从事各类生理活动时,都伴随着放电的过程。
譬如,眼睛在睁开、闭合的过程中,会产生5毫伏左右的电压;人类在进行思考时,大脑会产生0.2毫伏至1毫伏的电压。
大脑不仅是人体最为复杂的组成部分,也是一个极为精密的信息处理终端。
大脑内部的数十亿个神经元通过相互连接进行着信息的传递,并在整体协作框架下完成着各类认知活动。
这些神经细胞的活动,形成了电器性的变动。
如果用科学仪器对大脑电位活动进行监测,即会获得如同波浪状的图案形状,其也被称之为脑电波。
脑电波与大脑意识之间存在着一定对应关系,并呈现出规律性的特点。
譬如,人类在紧张、兴奋、哀伤等状态下,脑电波的频率有着极为显著的差异。
正是由于脑电波具有随意识、情绪波动而变化的特点,使得人类对于脑电波的研究与利用具有了现实可能性。
脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)涉及人类大脑这一核心器官。
就该技术中的“脑”而言,其泛指有生命体活动的大脑或神经系统;“机”则涵盖了任何能够进行处理活动的外部设备。
简单来说,脑机接口技术就是在人类大脑与电子计算机等外部设备之间搭建起直接交互的信息通路。
脑机接口技术的设计,有着单向传输通信与双向传输通信两种模式。
脑机接口在进行单向传输通信时,主要通过对人脑电波的监测与读取,来分析、判断使用人当前的想法与意图,从而生成对应的控制指令,以操控外部设备进行运作。
在双向传输通信中,脑机接口则可在人类大脑与外部设备之间搭建起双向信息交互的平台,以便于让大脑与外部设备进行互动沟通。
有别于影视作品中的艺术化加工,现实生活中的脑机接口技术面临着不少难题与考验。
如何能够高效、及时地采集到大脑神经生物信号并成功予以识别、处理,如何能够将人脑的思维意识转换为外部设备操控的程序指令等等,都有赖于认知科学、深度学习、神经科学等研究领域的不断发展。
不过,相较于脑机接口技术中“机”所代表的外部设备,人们更需要持续参透内在奥秘的则是人类大脑本身。
我们知道,对于被誉为“三磅星球”的大脑,人们对其的认识依然存在着诸多空白。
这也使得脑机接口技术尚存在诸多探秘空间。
医疗领域中读心术的可操作版本巴西世界杯开幕式上,一名腰部以下严重瘫痪的少年在大脑思维作用下,驱动外骨骼系统开出了世界杯赛程上的第一脚球。
其之所以能够用思维进行“踢球”,即是源于脑机接口技术的介入。
2008年获得金球奖的电影《潜水钟与蝴蝶》中,主人公鲍比就因为突如其来的中风,导致全身肌肉瘫痪,四肢无法动弹,唯一能做的只有眨一眨自己的左眼。
对于鲍比而言,眨动左眼已然成为其与外部社会沟通、交流的唯一途径,但其大脑思维却与正常人完全一样,这种寂寞、孤独与无助,无疑令人彻底绝望。
但令人倍感惊奇的是,鲍比居然仅仅靠着眨动左眼,最终完成了一部回忆录《潜水钟与蝴蝶》。
对于诸如鲍比这样的肌肉瘫痪、运动障碍等残障人士而言,如何与外界沟通,传递自身思想或者实施某些活动,的确是一件极为困难的事情。
但借助于脑机接口技术的发展,残障人士不仅可以实现与外界交流,更可在外部设备的帮助下实施各类活动。
就此而言,脑机接口技术为残障人士提供了一个仅用思维意识,就可以与外界进行信息沟通的交流新手段。
这一技术在康复医学与辅助医学领域应用的关键,即是需要将个体大脑中的意识予以提取和解读。
通过专门设备对个体的神经细胞活动进行监测,以了解和掌握其思维动态。
这就如同“读心术”的现实版本,不仅可以实时了解残障人士的内心意图,亦可将其自身意图转化为对外部设备的操作与控制。
脑机接口技术在医疗领域的应用,无疑可以帮助肌肉瘫痪与肢体运动障碍人士提升生活质量。
加之人工智能、虚拟现实、机械外骨骼等技术的不断发展,各类融入脑机接口技术的外部智能设备也应运而生。
综合了脑机接口技术与外部设备,能够基于残障人士的大脑思维作用,帮助其拨打电话、使用电子计算机;帮助行动不便的老年人或残障人士使用家用电器、驾驶智能轮椅;帮助体弱病患者或者丧失运动能力人士进行康复训练并给予护理,从而提升使用者的生活水准。
不过,这些与医疗、康复相关的脑机接口技术,大多还停留在实验室研究阶段,仍有不少现实难题需要逐步攻克。
一方面,人类大脑过于复杂与精密的特点,使得现有科学对其的研究仍停留在较为初级的阶段。
另一方面,如何有效监测脑电波,同样十分不易。
人的大脑被紧紧包裹于头盖骨之内。
从头皮开始,须历经头皮层、颅骨、硬脑膜、蛛网膜、软脑膜,才能发现蕴藏在内的大脑。
前述生理结构,使得大量脑电波信号已被头骨所屏蔽。
能够穿透这些组织,并传输到外面的信号已极为微弱。
脑机接口技术在测量脑电波时,多采用非侵入式与侵入式两种模式。
使用非侵入式头戴设备测量脑电波信号的方法虽安全无创伤,但过程极为烦琐,且采集到的信号质量相对不高。
若采用侵入式设备测量,则需要将电极植入使用者的颅腔内脑皮层之中。
这一方法采集到的信号更为精准,更能有效、精确地实现交流通信。
但相比非侵入式设备,侵入式设备对于使用者而言存在着更高的创伤风险。
电极在植入的过程中,可能令大脑局部产生机械性损伤,并有一定的概率产生感染或脑部大出血。
电极在植入后,还有可能带来人体的排异反应,从而令脑组织受损。
即使前述假设均未发生,但电极自身的使用情形仍是侵入式设备的潜在风险。
电极在被植入颅腔内脑皮层后,其使用寿命的长短,或者是否会受到腐蚀,是否会发生移动而偏离预设位置等,都需要持续予以关注。
不过,目前已有科学研究团队基于安全无创的非侵入式方式,将脑机接口技术的脑电波监测设备整合、浓缩至类似一个头戴式耳机的体积,并仅需要有内置的金属触点,即可实现脑电波的监测与采集。
这一无创性、便携式的脑电波监测设备,也为脑机接口技术的大量应用铺平了前行的道路。
在未来战场上的独特优势脑机接口技术除了可运用于康复医学与辅助医学领域,为伤残人士提供帮助外,还可让人们仅仅使用“大脑思维”,就可以在未来的战场上,大放异彩。
这一“脑洞大开”的想法看似天方夜谭,但已有科学研究项目在探索如何使用“大脑思维”来驾驶飞机。
通常情况下,飞行员与其驾驶的飞机之间有着极为密切的联系。
作为一名飞行员,其需要经过前期长时间的严格训练,并需要对所驾驶飞机的性能极为熟悉。
但伴随着科学家的“脑洞大开”,飞行员和飞机之间的联系愈发紧密。
在脑机接口技术的帮助下,飞机驾驶舱内的传统工作已然被彻底改变。
飞行员不再需要手握机械设备,仅凭大脑思维就可以控制飞机的飞行。
简单来说,脑机接口技术将飞行员大脑发出的操控指令与对应的飞机升空、降落、巡航、转弯等所有飞行活动紧密连接在一起。
在实验过程中,飞行员即借助该技术,利用大脑思维在飞行模拟器上遥控操作F-35战斗机。
这一新科技,令飞行员不再需要历经复杂的操控训练,只需要利用大脑想象如何让飞机飞得更好,即可以实现战场环境下的获得先机。
美国国防部对于这一利用大脑思维来驾驶喷气式战机的未来科技极为感兴趣,其已意识到该项新技术的应用前景。
通过脑机接口作用下的精神控制系统,能够让飞行员不借助外部设备仅依靠大脑就可进行飞行控制。
这不仅使得操控反应时间缩短至几毫秒,更大大提升了战机飞行员的作战效能。
脑机接口技术在武器装备创新方面也有着巨大的应用潜力。
其能够全面赋予武器装备“随意而动”的智能化元素。
在脑机接口技术的作用下,士兵可以直接通过大脑思维来对武器设备予以操控。
利用该技术研发的认知技术预警系统,可以帮助士兵在短短数秒之内,识别出视距范围内的百余处可疑威胁目标。
此外,同样利用脑机接口技术研发的脑电波遥控直升机等武器装备,其远程控制终端即是士兵的大脑。
基于士兵大脑信号的远程遥控,该武器装备能够成功规避各类障碍物,大大提升了战场上士兵操作控制装备的灵敏性和安全性。
提升学习与训练的专注度很多家长在辅导孩子学习时,往往会有诸多抱怨。
孩子在看书、做题等学习时,有时难以集中注意力,或者存在专注度分散且较为多动的情形。
这些现实情形的存在,也使得人们纷纷思考,有没有一种全新的技术能够在未来生活中,令学习、训练变得更为专注与有效。
脑机接口技术以其对于大脑信号监测与通信的优势,使其在记忆力训练、情绪控制训练、注意力训练等方面有着自身特有的巨大潜能。
美国、韩国以及欧洲部分国家在对射箭专业运动员进行培养时,就已开始使用脑机接口技术来训练运动员大脑的专注度,从而帮助运动员有效提升自身的专业成绩。
相较于依赖身体生理活动与被试行为的反馈训练,新型的神经反馈训练则采用了脑机接口技术,从而得以对学习者或训练者的大脑活动进行实时监测。
通过脑机接口相连的外部设备,监测者可以直接分析、判断学习者或训练者的大脑状态,有针对性地调整学习或训练方案,并在此基础上对学习者或者训练者进行提醒,以便于其能够根据自身的大脑活动状态来进行相应的认知调节。
科学家们在经过研究后证实,基于脑机接口技术对个体大脑状态进行监测时,若发现该个体处于良好学习状态时,给予其相应的学习材料,则可以明显提升学习效果与认知强度。
此外,在采用以脑机接口技术为支撑的神经反馈训练时,若发现被测试者出现有注意力分散、不集中的显现,则应及时提升训练的难度,从而令被测试者的注意力与专注度得到明显的提升。
除了以上这些个体化的技术应用外,科学家们也将关注的目光投向了脑机接口技术与大数据分析的融合。
其通過将脑机接口技术监测获得的大脑信号数据与其他数据之间的大数据分析,从而得到个性化的神经预测。
若人类大脑脑区之间的交流、通信程度越高,人类的推理、信息处理以及思维能力也就越强。
因此,脑机接口技术与大数据分析的融合成果,可以用来对智力进行测验、对脑部疾病进行检测、对认知障碍进行分析,甚至还可在一定程度上对犯罪倾向予以判断。