奥地利科学家研发能用意念绘图计算机系统

2018年12月10日 01:26来源:admin手机版

利用意念控制绘制的图案

利用意念控制绘制的图案

一名全身瘫痪的患者表示: “第一次,这套系统让我有机会向世界证明,患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症并不意味着世界末日。”

  一名全身瘫痪的患者表示: “第一次,这套系统让我有机会向世界证明,患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症并不意味着世界末日。”

目前这一系统的组成包括一个内置电极的帽子,这个帽子是用来检测佩戴者在思考时的脑电波变化的。

目前这一系统的组成包括一个内置电极的帽子,这个帽子是用来检测佩戴者在思考时的脑电波变化的。

  新浪科技讯 北京时间6月11日消息,据国外媒体报道,对一名普通的参观者而言,它所看到的不过是一些半抽象的画,但实际上,这些画与众不同——它们是由一位瘫痪的妇女用意念之力绘就的。

  海德·普兹纳(Heide Pfützner)居住在德国莱比锡,先前是一名教师。她被诊断患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),这种病有时也被称作“运动神经元病”。这种病会严重影响人体的正常运动机能,然而借助一种新型的人脑操控计算机,她仍然可以绘制这些精美的画作。

  她接受了训练,用脑电波控制画笔的颜色和形状来生成美丽的数字图像。

  基于数十年来积累的有关脑电波的知识,科学家们开始了解这些微弱的电脉冲所对应的实际意义,并成功地编制出一套计算机程序,其能够将人的思想转化为电子图像。这套系统的价值不仅仅在于像普兹纳夫人这种限于进行性大脑疾患的病人,对于其它患有生理疾患的患者同样具有重要意义。

  该系统的工作原理是探测使用者的脑电波变化,以此选择不同的选项并在使用者面前的电脑屏幕上显示出来。当英国《电讯报》的记者尝试使用这款软件重新绘制梵高的名画《向日葵》时,它用了几个小时,终于在屏幕上绘制出一幅简单的花朵草图。

  然而现在研究组正在尝试开发一种新的升级装置,它可以被直接植入人脑,从而让计算机得以直接采集人的思想信号。他们希望这样做将让对计算机的操控速度更快也更加容易,你所要做的只是在脑海里去想象你想画的东西就可以在这一过程中向电脑发出绘画指令。

  克里斯托弗·古格尔(Christoph Guger)博士在一家名为“gTech”的公司领导着设计这款软件的研究小组,该公司位于奥地利境内的林茨(Linz)附近。他表示:“在目前的阶段这一系统就像一个简单的绘画软件,你必须依靠意念去选择不同的选项工具。”他说:“如果你将电极植入人脑皮层,那将大大提升信号分辨率,它将让你能够更快更精确的实现想要绘制的对象。”

  目前这一系统的组成包括一个内置电极的帽子,很显然这个帽子是用来检测佩戴者在思考时的脑电波变化的。使用者可以通过意念控制来选择一系列的选项,如使用画笔绘制一个圆或一条线,然后挑选不同的颜色,或是改变其透明度——这套软件可以识别使用者的需求从而做出相应反应。该系统的工作模式便是顺次在使用者面前的屏幕上展示各项选项,使用者必须从中进行选择。这种选择过程会产生脑电波活动信号,此时计算机就会检测使用者的脑电波信号并尝试识别使用者究竟对哪一种选项似乎显示出了更强的偏好。

  参与研制这套系统的科学家们此前在奥地利格拉茨科技大学发展了这项技术。他们发现通过向使用者展示那些他们所熟悉的面孔,如名人或是他们的家庭成员的面孔,可以提升他们的脑电波信号强度,以此降低识别误差的可能性。古格尔教授表示:“10年前我们需要整整一周的时间收集足够的数据来确保精确识别,而现在我们只需要不到5分钟。这套绘画系统正是脱胎于我们此前所研发的另一项技术,那项技术让患者可以用意念在脸书或推特上发帖。”他说:“绘画是一种自我表达的方式,我们可以让这种形式变得更有创造性。”

  普兹纳女士的病情让她陷入完全的瘫痪,浑身上下唯一还能移动的就只剩下眼睛而已。这位4个孩子的母亲尝试使用这套系统绘制一些抽象的彩色形状和图形并在网站上出售。7月份她还计划在奥地利小城奥班(Oban)附近举行自己的个人作品展。

  她表示:“我从来没有对技术产品有过什么兴趣,甚至鄙视借助计算机进行工作的做法。但是计算机图形交互界面技术是一项突破,让我得以用我的意念来进行艺术创作。集中精力和思维可以创作出有意义的图像。她说:“第一次,这套系统让我有机会向世界证明,患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症并不意味着世界末日。”

  贾维·罗德里格斯(Javi Rodriguez)是gTech公司的一名工程师,一直从事这套绘画系统的开发工作,他表示自己相信这款软件还可以被用于判断病人是陷于昏迷状态还是处于某种身体的“锁定状态”,即他们感觉自己的身体无法动弹但是思维还是清醒的。

  他说:“一般来说非常难以判断病人究竟是已经昏迷还是处于身体上的锁定状态。因此常规的做法是进行一些测试来观察病人的状态。医生会通过耳机或触碰方式向病人发出一些特定的指令并观察他们脑电波的反应。在这一过程中,你所采用的方式不同将对测试结果造成很大的差异。比如说如果病人见到自己的家人,情况就会很不一样,因为如果他们能够听到亲人的声音,但是自己却不能说话,他们的大脑一定会有强烈的反应。通过这种方式我们还可以帮助病人与他们的家人交流。”

  科学家们现在与日本的研究人员开展合作,研发大脑植入技术,以便能够开发出敏感度更高,更加容易使用的升级系统。日本北海道旭川医科大学的鎌田恭輔教授表示:“利用我们的技术,一些病人的简单想法,如‘打开灯光’或‘画一个圆圈’等都是很容易被识别的。”他说:“我们希望解译更多更精细的信号,了解病人希望说出什么,他们是如何思考的,以及病人隐含的含义,并在此基础上构建一种基于交流的大脑交互界面。”另外,也有一些其他的研究组正致力于研究让患者通过大脑意念来实现对机器人的控制或是驱动轮椅。(晨风)

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