一本久道综合久久精品,青青青青手机在线观看,久久国产香蕉一区精品蜜桃免费,国产精品久久久久久,九九艳阳天电影免费观看,中文成人久久久久影院免费观看,天天操天天干

中國(guó)西藏網(wǎng) > 即時(shí)新聞 > 時(shí)政

腦機(jī)接口:從科幻走向現(xiàn)實(shí)

發(fā)布時(shí)間:2023-04-06 10:17:00來(lái)源: 光明日?qǐng)?bào)

  在科幻電影中,經(jīng)常有這樣的場(chǎng)景——?dú)埣踩丝梢杂脵C(jī)械臂自如地彈唱,失語(yǔ)者可以重新“開(kāi)口說(shuō)話”,失聰者能再次聽(tīng)到聲音,人類依靠“意念”指揮著龐大的機(jī)械……其實(shí),這些神奇的場(chǎng)景并不僅僅是科幻想象,現(xiàn)實(shí)中,不斷發(fā)展的“腦機(jī)接口技術(shù)”正是要在將來(lái)讓這些變成現(xiàn)實(shí)。

  人腦思維的擴(kuò)展

  腦機(jī)接口,顧名思義,就是大腦和計(jì)算機(jī)之間的接口,指大腦與計(jì)算機(jī)的直接連接。一方面大腦要發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制;另一方面外部設(shè)備也要不斷地給大腦發(fā)送各種各樣的反饋信息,讓大腦及時(shí)調(diào)整控制策略,維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一個(gè)典型的腦機(jī)接口系統(tǒng)包括三個(gè)部分:信號(hào)采集、信號(hào)分析和設(shè)備控制。腦機(jī)接口系統(tǒng)可以根據(jù)腦信號(hào)采集的方式,分為侵入式和非侵入式腦機(jī)接口;也可以根據(jù)腦機(jī)接口范式/感覺(jué)刺激/采用的信號(hào)進(jìn)行分類,可分為單一范式/單一感覺(jué)刺激/單一腦信號(hào)的腦機(jī)接口和混合腦機(jī)接口。

  腦機(jī)接口的發(fā)展源于人類擴(kuò)展大腦智能的渴望。在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái),人類智能將與機(jī)器智能協(xié)同工作。機(jī)器的存儲(chǔ)和運(yùn)算能力,配合人腦的思維與創(chuàng)新能力,將以腦機(jī)協(xié)同的形式開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新的未來(lái)。

  1924年,德國(guó)醫(yī)生漢斯·貝格爾首次發(fā)現(xiàn)并無(wú)創(chuàng)記錄腦電信號(hào),開(kāi)啟了人們對(duì)大腦與腦機(jī)接口的探索。時(shí)至今日,近百年的時(shí)間里,腦機(jī)接口取得了飛速的發(fā)展,已被應(yīng)用于醫(yī)療健康、狀態(tài)檢測(cè)、智能生活、國(guó)防安全等眾多場(chǎng)景,被美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)等眾多發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體視作戰(zhàn)略級(jí)科技。據(jù)麥肯錫咨詢公司預(yù)測(cè),未來(lái)10到20年,全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生最多2000億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

  美國(guó)早在1989年就率先提出全國(guó)性的腦科學(xué)計(jì)劃,并把20世紀(jì)最后10年命名為“腦的10年”,他們還在2013年提出被認(rèn)為可與人類基因組計(jì)劃相媲美的“腦計(jì)劃”,旨在探索人類大腦工作機(jī)制、繪制腦活動(dòng)全圖、推動(dòng)神經(jīng)科學(xué)研究、針對(duì)目前無(wú)法治愈的大腦疾病開(kāi)發(fā)新療法。

  1991年,歐洲出臺(tái)“歐洲腦10年”計(jì)劃。2013年1月,歐盟委員會(huì)宣布人腦工程入選“未來(lái)新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”,并設(shè)立專項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃“人類大腦計(jì)劃”,可在10年內(nèi)(2013年至2023年)獲得10億歐元經(jīng)費(fèi)。日本腦/思維計(jì)劃(通過(guò)用于疾病研究的集成神經(jīng)技術(shù)繪制腦圖),于2014年6月啟動(dòng),計(jì)劃開(kāi)發(fā)腦圖繪制技術(shù),并繪制人類腦圖譜。該項(xiàng)目在10年內(nèi)受到共400億日元的資助。

  我國(guó)也高度重視腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展,已將“腦科學(xué)和類腦研究”列入國(guó)家重大科技創(chuàng)新和工程項(xiàng)目。中國(guó)科學(xué)院也于2022年初成立腦科學(xué)和智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心。2023年2月,中國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立,將積極發(fā)揮政產(chǎn)學(xué)研用橋梁紐帶作用,為我國(guó)腦機(jī)接口、腦機(jī)交互、腦機(jī)智能領(lǐng)域規(guī)劃布局提供支撐建議,加強(qiáng)跨領(lǐng)域與行業(yè)交流,推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用探索,開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試研究,培育和構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài),以便更好地支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)發(fā)展。

  腦機(jī)接口走向生活

  早在20多年前,清華大學(xué)就對(duì)于無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口進(jìn)行了研究。當(dāng)時(shí),航天員上天之前,都需要進(jìn)行耐力方面的特殊訓(xùn)練,目的是使受訓(xùn)者在接受轉(zhuǎn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、失重和超重等刺激時(shí),不會(huì)發(fā)生眩暈和錯(cuò)覺(jué)癥狀。在太空環(huán)境適應(yīng)訓(xùn)練中,航天員訓(xùn)練最多的是離心機(jī),因?yàn)殡x心機(jī)高強(qiáng)度的刺激環(huán)境,在訓(xùn)練中人常常會(huì)來(lái)不及喊停便陷入眩暈。來(lái)自清華大學(xué)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)在離心機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中檢測(cè)受訓(xùn)人的大腦意識(shí)狀態(tài),通過(guò)腦機(jī)接口系統(tǒng)分辨出受訓(xùn)人是否清醒。這種基于腦電狀態(tài)來(lái)評(píng)價(jià)人的精神狀態(tài),并基于用戶需求給予特定反饋的技術(shù),形成了多類應(yīng)用——開(kāi)發(fā)更為輕便的可穿戴設(shè)備,應(yīng)用在冥想、放松、睡眠等健康場(chǎng)景以及專注力、智能玩具、藝術(shù)裝置等教育或消費(fèi)類場(chǎng)景中。

  2006年,美國(guó)布朗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)完成首個(gè)大腦運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口設(shè)備植入手術(shù),四肢癱瘓的病人能夠通過(guò)運(yùn)動(dòng)意圖來(lái)完成機(jī)械臂控制、電腦光標(biāo)控制等任務(wù)。2012年,腦機(jī)接口設(shè)備已能夠勝任更復(fù)雜和廣泛的操作,國(guó)外有團(tuán)隊(duì)為一位癱瘓女士植入了96個(gè)電極的腦機(jī)接口設(shè)備,讓這位女士用大腦操控機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)自己喝水、吃飯、打字、與人交流等。2014年巴西足球世界杯開(kāi)幕式,高位截癱青年朱利亞諾·皮諾特在腦機(jī)接口與人工外骨骼技術(shù)的幫助下開(kāi)出一球。近十幾年來(lái),腦機(jī)接口不斷接近了人們過(guò)去在科幻作品中看到的未來(lái)形象。

  國(guó)內(nèi)的腦機(jī)接口應(yīng)用醫(yī)療健康研究也如雨后春筍般興起。值得關(guān)注的是,2018年,清華大學(xué)腦機(jī)接口團(tuán)隊(duì)為一位漸凍癥患者設(shè)計(jì)了一套中文輸入的視覺(jué)腦機(jī)接口系統(tǒng),幫助這位漸凍癥患者完成腦控打字的任務(wù)。迄今為止,這套全國(guó)產(chǎn)化高舒適度高速人機(jī)交互新模式系統(tǒng),仍牢牢保持高速率腦機(jī)接口技術(shù)世界第一的紀(jì)錄。

  這套系統(tǒng)基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位技術(shù)開(kāi)發(fā),其原理是通過(guò)一定頻率閃爍的目標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)者的眼睛進(jìn)行刺激,再根據(jù)大腦視皮層響應(yīng)的特定腦電信號(hào)來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)者看到的是哪個(gè)閃爍頻率的信號(hào),進(jìn)而通過(guò)腦電算法解碼成相應(yīng)的操作指令。在腦機(jī)接口的研究范式中,穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位技術(shù)具有短交互、高準(zhǔn)確度、安全性高、應(yīng)用面廣等優(yōu)勢(shì)。如今,這一技術(shù)已經(jīng)在車載、醫(yī)療、智能裝備、元宇宙等與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)的重要行業(yè)走向應(yīng)用。

  殘障人士的醫(yī)療輔助與康復(fù)也是腦機(jī)接口的重要應(yīng)用方向,在智能仿生手領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)專家已開(kāi)發(fā)出腦機(jī)接口手功能康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),通過(guò)與人工智能算法高度整合,將腦機(jī)接口與外骨骼機(jī)器人有機(jī)結(jié)合,通過(guò)采集、處理人體腦電神經(jīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制。使用者可通過(guò)“意念”控制外骨骼機(jī)械手,帶動(dòng)癱瘓手部進(jìn)行訓(xùn)練,也可做出各種復(fù)雜動(dòng)作,幫助使用者實(shí)現(xiàn)肢體康復(fù)訓(xùn)練。這項(xiàng)應(yīng)用對(duì)運(yùn)動(dòng)技能衰退的中老年人、腦血栓引起的運(yùn)動(dòng)障礙、中樞及外圍神經(jīng)病變患者、斷肢移植、皮膚移植造成的感覺(jué)功能障礙等人員具有很好的前景,可幫助患者重獲對(duì)軀體的掌控,自信面對(duì)生活。

  在數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)世界無(wú)縫切換

  基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位技術(shù)的元宇宙級(jí)交互體驗(yàn)系統(tǒng),不同于傳統(tǒng)的手柄、手勢(shì)、語(yǔ)音、眼動(dòng)等交互手段,腦機(jī)接口可以不依賴于肌肉和外周神經(jīng)直接與外部設(shè)備與環(huán)境建立交互,且更具沉浸感,可解放雙手,通過(guò)腦電信號(hào)實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”。元宇宙的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,物理世界的更多行為、動(dòng)作可以通過(guò)編碼接入數(shù)字世界,不僅會(huì)重塑交互,更會(huì)深刻影響人們感知、回應(yīng)、掌控事物的方式,加強(qiáng)人在虛擬世界的真實(shí)感官體驗(yàn),在數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界持續(xù)、無(wú)縫地切換。

  作為一項(xiàng)應(yīng)用前景廣泛的高新技術(shù),腦機(jī)接口的技術(shù)發(fā)展除了需要加強(qiáng)政策及標(biāo)準(zhǔn)制定、研發(fā)投入、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、多方協(xié)同等之外,還需要依托全面科普為這一前沿科技注入動(dòng)能??茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,青少年是人才的儲(chǔ)備力量,更是社會(huì)進(jìn)步的希望所在,青少年對(duì)科學(xué)技術(shù)的掌握程度往往決定一個(gè)地區(qū)的創(chuàng)新力、一個(gè)社會(huì)的發(fā)展力和一個(gè)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,加強(qiáng)青少年腦機(jī)接口科普教育工作,對(duì)培養(yǎng)一代懂科學(xué)、愛(ài)科學(xué)、用科學(xué)的優(yōu)秀青少年群體、建設(shè)腦機(jī)接口后備人才隊(duì)伍尤為重要。

  在世界機(jī)器人大賽中,已增設(shè)了一項(xiàng)腦機(jī)接口的專業(yè)賽事——BCI腦控機(jī)器人大賽,就是一項(xiàng)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新突破,推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)與各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)交流合作,滿足人們對(duì)醫(yī)療、養(yǎng)老、康復(fù)等多樣化的民生需求,實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域與各行業(yè)的跨越融合發(fā)展的賽事。該賽事還推動(dòng)前沿科技向青少年普及。例如,“腦力小巨人”比賽,將腦電生物反饋?zhàn)龅搅吮荣愴?xiàng)目中,讓孩子們體驗(yàn)前沿的腦機(jī)接口技術(shù),學(xué)習(xí)多科學(xué)融合的技術(shù)知識(shí),提升綜合素養(yǎng)。

  在漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中,人類已經(jīng)一次次成功地獲得了這些改變世界的技術(shù)??梢詷?lè)觀地看到,未來(lái),人類能夠成功將腦機(jī)接口技術(shù)融合進(jìn)生活、賦能產(chǎn)業(yè),助力國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提升大眾幸福感。

    (作者:高小榕,系清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授)

(責(zé)編:李雨潼)

版權(quán)聲明:凡注明“來(lái)源:中國(guó)西藏網(wǎng)”或“中國(guó)西藏網(wǎng)文”的所有作品,版權(quán)歸高原(北京)文化傳播有限公司。任何媒體轉(zhuǎn)載、摘編、引用,須注明來(lái)源中國(guó)西藏網(wǎng)和署著作者名,否則將追究相關(guān)法律責(zé)任。

寿阳县| 周口市| 紫金县| 东丽区| 蒲城县| 楚雄市| 乌拉特前旗| 常山县| 汉阴县| 巍山| 广宁县| 中山市| 汶上县| 乾安县| 大埔区| 和静县| 延川县| 建德市| 股票| 萨迦县| 肃南| 裕民县| 哈密市| 西盟| 临桂县| 嘉黎县| 青神县| 天峻县| 南木林县| 桃源县| 东辽县| 宜兰县| 稻城县| 沙坪坝区| 青冈县| 隆安县| 重庆市| 湄潭县| 陆丰市| 韩城市| 明光市|