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脑机接口:人与电脑的桥梁

上一期说到了动力外骨骼,这里就不得不说一下,脑机接口这个技术。传统的动力外骨骼得从使用者的动作出发,而本届世界杯开幕式上这一具则不需要——它是靠神经信号来控制动作的。$$  绕过肌肉$$   本质上,我们的所有自主运动也都是靠神经信号来控制的。当我们想要做出某个动作时,脑会把行动意图通过神经系统传递到有关的肌肉那里,每一条肌肉纤维都会受到运动神经元的支配。当肌肉受到一个神经刺激时,会产生一次短暂的收缩;如果在收缩时又受到第二次刺激的话,又会继续收缩,便可以产生持续的力量。所以传统的机械外骨骼系统,实质上是通过神经控制肌肉、再控制外骨骼来实现动作的;而靠神经信号,绕过肌肉系统来直接控制机械也有可能——这就是“脑机接口”领域所研究的内容。$$   上世纪七十年代,有些大学和军方的研究部门开始探索直接将思想活动转化为文字或图像。这些研究主要是基于脑电现象的——神经信号的传递通过细胞膜两侧的离子运动来实现,而在这个过程中会释放微弱的电流...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 电脑报2014-08-11
《江西蓝天学院学报》2006年02期
江西蓝天学院学报

未来不是梦——脑机接口综述

1、前言今天,如果我们想要看电视,我们需要用手控制遥控器;我们想操纵电脑,也必须使用双手。然而,也许有一天,我们可以改变这一切,因为在不远的将来,人类与机器可以直接对话,不需通过肢体,只需要思维。这是在做梦吗?不,这是一项新技术—“脑机接口”。脑机接口(Brain-computer Interface,以下简称BCI),是近年来发展起来的一种人机接口,它不依赖于大脑的正常输出通路(即外围神经和肌肉组织),就可以实现人脑与外界(计算机或其它外部装置)直接通信的系统。广义上讲,这种通信也可以是双向的,一方面外界的信息(声音、需要记忆的内容等)可以直接传入大脑,比如电子耳蜗、大脑记忆芯片等;另一方面大脑可以直接控制外界环境,本文介绍的是后者。BCI技术的出现,使得用大脑信号直接控制外界环境的想法成为可能。要想实现BCI,有三个必要条件:第一,必须有一种能够可靠反映大脑思维的信号;第二,这种信号能够被适时且快速的收集;第三,这种信号有明...  (本文共8页) 阅读全文>>

《科技导报》2018年01期
科技导报

2017年脑机接口研发热点回眸

脑机接口(brain-computer interface,BCI)通过解码人类思维活动过程中的脑神经活动信息,构建大脑与外部世界的直接信息传输通路,在神经假体、神经反馈训练、脑状态监测等领域有广泛的应用前景[1-4]。2017年可以说是脑机接口发展的新起点,在近年来一系列脑机接口相关科学研究突破的推动下,脑机接口技术开始走向成熟,正在得到工业界越来越多的关注和投入,例如,创业领域领军人物Elon Musk等投资创立面向神经假体应用和未来人机通信的脑机接口公司Neu-ralink[5],互联网领域领军企业Facebook宣布开始研发基于脑机接口的新一代交互技术[6]。这些行动引起了热烈讨论,也将促进脑机接口技术进一步的加速发展。本文立足于2017年脑机接口研究动态,首先介绍脑机接口在应用系统实现方面所取得的年度重要成果,随后介绍应用关键技术研究的新进展,最后对未来发展趋势进行展望。1应用系统实现:更有效的交流与控制1.1字符输入...  (本文共6页) 阅读全文>>

《科技导报》2018年12期
科技导报

脑机接口的伦理问题及对策

2017年3月,Space X、特斯拉汽车和Paypal 3家公司的创始人——埃隆·马斯克(Elon Musk)宣布成立1家名为Neuralink(意为“神经联结”)的新创公司,该公司致力于直接连接人脑与计算机,使用脑机接口(brain-computer interface,BCI)技术实现通过想象来控制外部世界的物体,甚至以此来增强人类的能力(图1)。与人体相关的科技发展必然伴随着重要的伦理问题。而脑机接口技术直接涉及人类最核心器官——大脑,所带来的伦理冲击更加显著。本文简要分析脑机接口的使用情景和发展趋势,并在此基础上,从安全、隐私、公平以及自由意志问题等方面讨论脑机接口可能带来的伦理问题,并对如何应对这些问题,让脑机接口技术更好地服务人类提供思考和建议。1脑机接口技术及其应用1963年,英国Grey Walter医生将电极插入癫痫病人大脑中,实现病人通过意念控制幻灯片播放。在当时听起来令人“匪夷所思”的“意念控制”,其实就...  (本文共8页) 阅读全文>>

《科技导报》2018年12期
科技导报

基于脑电的无创脑机接口研究进展

近20年来,脑机接口(brain computer interface,BCI)迅速成为研究和应用的热点。自1973年Vidal[1]首次提出脑机接口这一术语以来,脑机接口在神经科学、神经工程和临床康复等领域受到越来越多的关注[2-3]。脑机接口研究的最初目的是提供一种非肌肉控制的信息交流通道,以帮助严重运动障碍患者实现与外界的交流。脑电图、脑磁图、功能磁共振成像、近红外光谱功能成像及神经元记录等监测大脑活动的方法均可为脑机接口提供输入信号。在所有方法中,脑电(electro-encephalogram,EEG)因无创、使用方便、设备价格低廉等优点成为脑机接口研究最常采用的信号。一个典型的脑机接口系统由信号采集、信号处理和设备控制3部分组成(图1)。本文仅关注基于脑电的无创脑机接口方法。脑机接口研究先驱在20世纪的早期工作为脑机接口领域奠定了重要的基础。1977年,Vidal[4]开发了基于视觉事件相关电位(event-rela...  (本文共9页) 阅读全文>>

《高中生》2017年31期
高中生

脑机接口出错,谁应该负责

科学家们担心未来们围绕着责任、隐私和安全因素对身体质量指数和会出现对大脑植入的恶半自动机器人的未来提出了疑问。他们认为,有必要意控制。如果脑机接口出对半自动机器人设置控制身体质量指数的关闭开错,谁应该负责?关。如果一个半自动机器人没有可靠的控制或覆盖生物技术和脑机接机制,人们用它来接孩子,而不是进行其他风险较低口研究的进步,可能会让的活动的话,意外可能会发生。人们担心大脑输出数我们的大脑和电脑连接在一起。但是,我们如何防止据的安全,这些数据应该受到加密保护。人们也会担攻击者侵入这个设备,伤害自己或他人呢?心有人会对大脑植入物进行恶意操控。虽然脑机接口研究目前被用来帮助与瘫痪的人对拥有权力或宝贵知识产权的人来说,面临读交流,但科学家们担心身体健全的人会用它来增强脑攻击的风险将会更大。牛津大学纳菲尔德学院的自己...  (本文共1页) 阅读全文>>