唐詩

　　天津，2014年6月14日“純意念控制”人工神經康復機器人問世

　　6月14日，技術人員在指導因中風偏癱的董姓患者使用“神工一號”。當日，“純意念控制”人工神經康復機器人“神工一號”系統新聞發布會在天津市人民醫院舉行。這一歷時10年的技術，是國家“863計劃”“十二五”國家科技支撐計劃和國家優秀青年科學基金重點支持項目，在復合想象動作信息解析與處理、異步腦—機接口訓練與識別、皮層—肌肉活動同步耦合優化、中風后抑郁腦電非線性特征提取與篩查等關鍵技術上取得了重大突破，目前已擁有包括23項授權國家發明專利、1項軟件著作權在內的自主知識產權集群，是適用于全肢體中風康復的“純意念控制”人工神經機器人系統。

　　意念控制技術原理

　　要想搞明白究竟是如何利用“意念”操控物體，首先必須要理解“腦電”的概念。“意念”操控，是利用人類的腦波操控，相關的科學研究已經超過半個世紀。通俗地講，人類在進行各項生理活動時都在放電。心臟跳動時會產生1～2毫伏的電壓，眼睛開閉會產生5～6毫伏的電壓，而思考問題時大腦會產生0。2～1毫伏的電壓。如果用科學儀器測量大腦的電位活動，那么在熒幕上就會顯示出波浪一樣的圖形，這就是“腦波”。腦波活動具有一定的規律性特征，和大腦的意識存在某種程度的對應關系。人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態之下，腦電波的頻率會有明顯的不同，約在1～40赫茲之間，依照不同的頻率，腦波又被進一步分為 、 、 、 波。當人在一定的壓力之下精神高度集中時，腦波的頻率在12～38赫茲之間，這個波段被稱為 波，是“意識”層面的腦波；當人注意力下降，處于放松狀態時，腦波的頻率會下降到8～12赫茲，這被稱為 波；進入睡眠狀態后，腦波頻率進一步下降，被分為 波（4～8赫茲）和 波（0。5～4赫茲），它們分別反映的是人在“潛意識”和“無意識”階段的狀態。正是因為腦波具有這種隨著情緒波動而變化的特性，人類對于腦波的開發利用成為了可能。電影《阿凡達》中所展現的實際上是一種叫做腦機接口的技術（Brain-ComputerInterface，簡稱BCI），是指在人腦與計算機等外部設備之間建立直接的連接通路。通過對于腦電信息的分析解讀，將其進一步轉化為相應的動作，這就是用“意念”操控物體的基本原理。

　　意念接收

　　核心原理就是利用了腦電波技術。將采集到的腦波信號通過傳輸到所使用的設備中，通過相應的軟件來感受和測量腦電波，實現意念力互動操控。

　　意念處理

　　復合想象動作信息解析與處理。通過軟件系統對采集的腦電波進行識別指令并作出解析處理。

　　腦—機交互接口

　　把所解析處理以后的復合信息轉化能讓機器運行系統的數據流。交互視覺、聽覺、力覺、運動等。

　　機器感知系統

　　機器通過所具有的視覺感知、運行感知、位置感知、波形感知等等得到的信息進行交互。

　　機器運行系統

　　運行加速、減速、變換位置、方向等等所有一切能表達的物理運動。

　　機器原始代碼

　　機器運行最基本的機器語言。

　　能源系統

　　機器運行的能量

　　運用廣泛

　　當前

　　應用于游戲、人工神經康復。

　　目前，腦波相關的技術大多應用在醫療領域，例如治療癲癇等腦部疾病的病人。此外，已經有多個科研機構宣稱開發出了可以利用思維控制的義肢，但是，目前大多仍停留在實驗室階段。雖然人類對于腦波的研究已經有60多年，但是相關的科研成果一直沒有能夠進行大規模的商業化應用。一方面是由于人的大腦過于復雜，人類對于它的研究還比較初級，另一方面，腦波測量的困難也成為阻礙技術進一步發展的重要原因。人的大腦被緊緊包裹在頭蓋骨當中，頭骨屏蔽掉了大量信號，能夠傳到外面的已經相當微弱，因此從外界測量就變得格外困難。在專業醫療領域，腦電波的測量要在患者頭上裝上十幾個電極，并且涂滿導電膠，十分麻煩。如此復雜的測量過程也阻礙腦波技術在民用市場推廣，不過經過多年的技術積累，相關的技術終于在最近10年中取得了一些突破性進展。目前，硅谷創業公司Neurosky已經將龐大的腦波監測設備縮減至一個頭戴式耳機的大小，并且僅僅需要一個金屬觸點就可以實現對于腦波的測量，這種便攜式的設備也使腦波技術的大規模民用化成為可能。憑借這方面的技術優勢，這家成立僅僅7年的公司迅速成長為行業內的領軍企業。

　　未來

　　應用于汽車、飛船、機甲、以及生活中的方方面面。

　　這里說一下機甲：

　　有那么一部很火的電影《鋼鐵俠》輕科幻機甲，機器收集信息轉化為人腦能識別的各種數據圖像，人腦識別信息通過意識對機器進行各種指令。

　　日式：用一句話就代表了這個風格的機體元素，“像人一樣的機械”。其機體特點為，四肢健全的全能主義者。依靠像人手一樣的機械手臂，作為武器插件化的平臺，崇尚人類四肢是萬能的思想。造就了整個外形，向人一樣的華麗，戰斗像武打片一樣的閃亮。

　　歐美系：這一派系的機甲體現的是“像機械一樣的人”，用比較嚴謹的輕科幻，解釋了硬朗的機械風格。其特點為，不一定是人形，為了全地化使用了腿部+履帶，其肘關節以下，武器插件化。機體整個外形硬朗敦實，戰斗中更給人一種扎實的感覺，具有壓迫性的推進，特點是反關節的鴕鳥型

　　在設計理念上，機甲相對于坦克擁有更強的地形適應能力，但是機甲高大的機身和過于大的重量使其在復雜地形（山地、叢林）行動受限，因此其相對于坦克來說沒有足夠的壓倒性優勢，而在裝甲戰中其碩大的體積也導致與坦克作戰完全落于下風，也許有人認為機甲（特別是日系機甲）可以依靠推進器來使其擁有直升機的一樹高制空權，但是即使是日系機甲（即擁有全向的矢量推進系統）其空中機動力也遠不如攻擊直升機，更遑論躲避通古斯卡之類的低空殺手的攻擊

　　機甲定位在目前也有些模糊，拼火力拼不贏武裝直升機，裝甲也比不上坦克。

　　由于現在的技術對精確的意識采集、識別、處理還相對薄弱，所以還不能實現。

　　也許在未來的太空戰中，機甲會在登陸星球，搶奪戰艦中大放光彩

　　通過虛擬世界鍛煉腦意識

　　一般來說，一個完整的虛擬現實系統由虛擬環境、以高性能計算機為核心的虛擬環境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統、以語音識別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統、以方位跟蹤器、數據手套和數據衣為主體的身體方位姿態跟蹤設備，以及味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統等功能單元構成。

　　多感知性（Multi-Sensory）——所謂多感知是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。由于相關技術，特別是傳感技術的限制，目前虛擬現實技術所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。

　　交互性（Interactivity）——指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度（包括實時性）。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

　　浸沒感（Immersion）——又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中，該環境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現實世界中的感覺一樣。

　　構想性（Imagination）——強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發生的環境。

　　人自身身體通過鍛煉、醫學、外部刺激、優化基因等等方法強化。