@ 2017.03.27 , 18:35

新技术:利用人的思想控制海龟运动

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图注:这种人工控制器通过Wi-Fi向海龟背部的控制系统发送向左和向右信号来影响海龟的逃生行为。

研究人员研发出了一种可以利用人的思想远程控制动物运动的技术。

在2009年上映的电影大片《阿凡达》中,人类可以通过将自身的智能注射到位于远处的生命体中的方式远程控制外星人的身体。尽管这种技术目前还仅存在于科幻电影中,随着电子和计算领域的进步,研究人与正在开发所谓的“脑-机接口(BCIs)”。这种技术可以“读取”并领用人的思想来控制各种机器,比如说,人形机器人。

新的研究已经证明将脑-机接口技术与从计算机传输信息到大脑的设备(即“机-脑接口”,CBIs)结合的可能性。二者的组合可以用于建立不同物种大脑之间的功能性连接。目前,韩国先进科技研究所(KAIST)研发出一种人-龟交互系统,在这套系统中来自人脑的信号可以影响海龟的移动。

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不同于过去通过利用有创方式来控制动物(尤其是昆虫)运动,KAIST的研究人员提出了一种概念性系统,可以通过控制动物的本能逃生行为来引导动物的运动路径。研究人员之所以选择海龟进行实验,是因为它们的认知能力和辨别不同波长的光波的能力。具体来说,海龟把白色光源视为开放的空间,从而会向有白光的地方移动。他们还对阻碍他们视野的物体表现出一定的回避行为。海龟还会以一种可以预测的方式走向和远离环境中的障碍物。研究人员正是通过脑机接口利用了海龟这一本能的、可预测的行为。

这套人-龟交互系的整体构成如下:一台集成脑机接口的头戴式显示器(HMD),可令人类操作员产生身处海龟所在环境的沉浸式体验;人类操作员佩戴该脑机接口头戴显示器,海龟身上放置一套由相机、WiFi收发器、计算机控制模块和电池组成的生化控制系统(cyborg system,译者注:指半生物半机械的系统),这套系统全部安装在海龟的上壳上。海龟外壳上还有一个黑色半圆柱形、带有狭缝的刺激装置。这个装置可通过脑机接口实现±36度的转动。

整个过程工作原理如下:人类操作员从安装在海龟身上的相机接收图像,这些实时图像使人类操作员可以决定海龟该向哪边移动。人类操作员将思想命令通过可穿戴脑机接口系统以脑电图(EEG)信号的形式提供。接着,脑机接口可区分三种思想状态:向左、向右和空闲。其中向左和向右两种命令将通过WiFi激活海龟身上的刺激装置,使其阻挡海龟的视野。这一动作将激发海龟的本能反应,改变方向向光亮处移动。最后,人类操作员从海龟身上的相机接收到更新后的图像反馈,并以上述形式远程控制乌龟的运动轨迹。

研究表明,这套利用脑机接口的动物引导方案可在多种环境中使用,因为海龟可在室内、室外的很多不同表面爬行,比如砾石和草地;同时海龟还可以绕过多种障碍物,包括浅水沟、树林等。这些技术还可进一步开发,集成定位系统和改进的增强现实和虚拟现实技术,实现多种应用,包括研制用于军事侦察和监视的设备等。

本文译自 ScienceDaily,由译者 荔枝冰糖葫芦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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