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浙江大学尝试装芯片植入猴子大脑 成功意念控制机械手

发布日期:2012-02-23 
       让大脑的智慧与强大的机器“完全”合二为一,人类的这一愿望通过科幻电影《阿凡达》上的钢铁战士“实现”了。如今,浙江大学内的一只猴子如同钢铁战士一样,通过“意念”控制一只机械手进行不同的动作。这一研究,目前与世界顶尖水平同步。

这只猴子名叫“建辉”,生活在浙江大学求是高等研究院的实验室内。今天,记者看到了这只头上带着很卡通的帽子“聪明”的猴子,,脑部和电脑以及一只机械手臂之间连接了很多电线。

面对杯子、盒子、圆圈等不同的物体,“建辉”指挥着机械手臂用抓、勾、握、捏四种不同的动作将物品牢牢抓住。多次尝试,无一出错。

“建辉”是浙江大学高等研究院脑―机接口研究团队取得的最新研究成果,通过运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号,使猴子的“意念”能直接控制外部机械。

控制大脑是人类一直想做却无法完全企及的事情。大脑内部上千亿个神经元之间通过发出微小的电脉冲相互交流,对人体各种行为 “发号施令”。 但是,这些神经信号却如同一本“天书”。

上世纪90年代起,随着计算机等技术水平的发展,一种称为脑―机接口的技术迅速成为了全球科学家最热门的研究领域之一。它致力于在大脑和外部设备 (例如假肢)之间建立一条传输大脑指令的通道,实现脑部的信号通过外部设备有效到达身体各处,使行动障碍的人重获独立生活的能力。

据浙大脑―机接口研究团队负责人郑筱祥教授介绍,此前,美国科学家曾让猴子通过“意念”控制手臂的伸展,以及令猴子用控制机械手指做出捏的动作。

2006年,美国DONOHUE教授将芯片植入人脑,让完全没有行动能力的人,通过思维控制电视机开关和换台,甚至可以在发送电邮。

“如今我们的研究成果与美国实现了互补,我们能够精细的控制手指做出多个动作,准确率达到97%,这一成就已与世界一流水平同步。”郑筱祥告诉记者,这一研究成果填补了国内空白。

“如果‘心灵感应’能自如的运用于人体的各个部位,就能大大提高肢障患者的生活质量,使他们能够像正常人一样不必完全依赖他人的照顾而生活。”郑筱祥表示,接下去将让“建辉”能够控制机械手臂的伸展,“最终,我们希望能够像美国一样,让这一成果造福人类。”

关于浙江大学求是高等研究院

        浙江大学求是高等研究院成立于2006年10月,是在香港著名企业家、浙江大学资深学长查济民名誉博士和刘璧如女士的鼎力支持、推动下成立的。作为浙江大学校设直属科研机构,求是高等研究院实行单独行政管理,享受学校的特殊政策,业务上由校科学技术研究院管理。

2006年底,三位国际知名科学家出任浙江大学最高学术职位——查氏讲座教授,并轮值担任求是高等研究院主席一职,他们是:香港科技大学原校长朱经武教授,美国加州大学罗氏达蒙讲座教授简悦威先生,美国Intel公司前高级副总裁和制造事业部总经理周尚林先生。

求是研究院依托浙江大学现有的科研基地,充分采用纳米技 术、信息科学、生物医学工程和临床医学的研究成果,围绕神经信息与控制等领域开展多学科交叉研究。着重研究神经控制与修复、运动神经模型、神经信号处理及 专用芯片设计、传感器材料的生物相容性、基于遥控和遥测的生物机器人、人工智能、脑—机交互(BCI)等课题。将最新研究成果应用于临床、公共安全等领 域,实现科学和技术融合,造福社群,服务社会。

如何做到?靠芯片采集猴子神经信号

  如果“心灵感应”能自如地运用于人体的各个部位,就能大大提高肢障患者的生活质量,使他们能够像正常人一样不必完全依赖他人的照顾而生活。

朱君明副教授说,通过这方面的研究,将来神经系统受到损伤的病人可以直接受益,这对于瘫痪以及肢体损伤的病人来说,无疑是个天大的好消息。

研究团队中的陈卫东副教授说,这项研究将来可以有很多研究方向,比如对人脑本身的探究方向,满足神经系统受损病人康复的需求方面,增进认知能力和学习能力方面以及神经教育学方面等。

也许在将来,可以直接在人大脑中植入一种芯片,让人直接掌握很多知识。

“研究发现,有一定技能的人,他们的大脑中有一种他人不具备的反应模式,试想一下,也许可以反过来通过在人脑中复制这种反应模式,让人掌握某种 技能。”陈卫东说,这些听起来似乎很玄妙,但并非不可能,科学的发展比想象更快,“就像20年前,谁能想象现在网络这么的发达,现在人手一部手机?”

未来应用,也许人的大脑中可植入知识