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意念轻松控制机器人

2014-07-25

发明与创新·中学生 2014年7期
关键词:感应器前额脑电

意念控制技术一直是机器人研究领域的热点。人们希望通过最直接的方法操控机器人,比如用意念玩游戏、控制假肢、控制家用电器等。

继早前日本科学家通过掌握人脑头皮层的电流变化和血液的流动等信息来控制机器人,美国密歇根州立大学的阿斯拉姆教授又宣称设计出一种感应器,可通过读取人类前额透露出的“默想”信息来控制机器人的行为。

意念控制技术其实在2007年便已取得较大突破,来自美国华盛顿大学的学生曾开发出一套新系统,可以让使用者通过思维控制机器人抓取并搬运物体。不过当时所使用的感应器相当复杂。

2009年,英国《每日邮报》也报道过日本一家公司开发的新技术——通过识别大脑头皮层电流变化和血液的流动信息,实现由人的大脑意念控制机器人。

当时,这种技术已能实现如打开汽车车门或关闭家里的暖气这类简单动作。使用者只需在脑海里想象一些简单动作,比如移动双手、慢跑以及吃饭等,通过传感器,电脑便会读取到人类大脑头皮的电流变化和血液流动等信息,再通过无线传输技术转换成命令传送给机器人,让机器人完成指定动作。

不过当时该公司的技术人员称,由于读取数据不稳定,所以这项技术暂时还不能在现实生活中使用。比如,使用者如果受外界影响稍一分心,就会出现控制失误,导致机器人行为失控。而且每个人的大脑构造不同,每一位使用者在戴上感应器进行试验之前,科研人员都至少需要花两至三个小时来研究使用者的大脑构造,才能令机器人更准确地获得相应人脑的信息。

近段时间,机器人技术又在全球范围出现了很多激动人心的新进展。比如,亚马逊提出动用“无人机投递包裹”、谷歌收购了机器人技术公司。

美国电气和电子工程师协会会员之一的阿斯拉姆教授又宣称,他们创造出可以通过意念来控制的机器人,而且用来操控的道具仅仅是一个可藏入一顶太阳帽里的小铜圈和一个小小的接收器而已。有着18年业内研究经验的阿斯拉姆教授通过一段视频展示了这一技术。

这套装置被安装在一顶棒球帽内,包括有装在前额位置的一块脑电传感器(小铜圈)、装在侧面的一个传送信号用的收发装置以及一个微型电源和电源开关。

阿斯拉姆称,人类前额可被感知的信号仅有10微瓦,新技术中的感应器会准确接收到这些信号,并将所感应到的信号放大并分离出来,然后通过无线传输技术传送给电脑进行计算。通过计算注意力的水平和默想的程度,电脑便能控制机器人身上配套的无线电电源开关和接收装置。

整个过程主要是用开关来平衡电流并控制机器人,操作者只需集中注意力即可控制,一旦分神,机器人就会停下动作。

阿斯拉姆教授把这项技术称为“单电极脑电描记技术”,最重要的是,它是一项通过非入侵式来检测大脑状况的单电极技术。他表示,目前该项目中的机器人可用于操作无人飞机、假肢、智能家居,甚至还可用于神经疾病(如帕金森综合症)的早期检测。他相信再过不久,这项技术就可用于个人健身用的体育器材上,使其造价更便宜。

此外,由于体积小、设备简单,这套装置还可装在假发内,将电路和脑电接受器完全隐藏起来。

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