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用意识就能遥控电器

寒假社会实践报告 时间:2023-06-27 08:30:07

要是我们可以用语音识别控制手机,用手势识别控制电视,那该多棒!但是这些技术并不是在任何情况下对任何人都好用。所以要我说啊,就别管那些半生不熟的新玩意儿了,我们真正想要的,应该是“思维识别”。

不过,目前脑机接口(brain-computer interface,BCI)技术似乎没有取得太大进展。我曾经戴上一台价值300美元的头戴式商用EEG(脑电图仪),试图通过在脑中“构想”的方式,做出一架玩具直升机。结果基本行不通。

柏林科技大学的克洛泽—罗伯特·穆勒教授带领的科研小组对人脑电脑交流智能控制进行了大量研究。图为该团队的研究员在用自己的意识对弹子球游戏机进行实时控制。

这类“读脑”头盔佩戴方便,而且无创。它能够隔着头皮,探测人类脑部活动留下的极其微弱的电信号。但在这些电信号具体产生位置的辨识上,它们的表现还很糟糕。此外,这类头盔所用的软件甚至无法判断出我正在进行“构想”。我只能去“想”一些极为简单的词汇,比如“傻瓜”、“鞋带”、“泡菜”——总之,必须是我曾在15秒的训练环节中想到过的那些。

目前也有一些其他的无创脑部扫描设备,如脑磁图仪、正电子发射断层扫描仪、近红外线光谱仪等,但它们也都各有优劣。

当然,你大可将传感器植入对方颅内,从而取得最佳的读取效果。这种方法已经能让丧失行动能力的病人成功地操作电脑屏幕上的光标和机械臂。然而,若想用这种方法来控制日常各类电子设备,恐怕你很难说服对方为此去动脑部手术。

我在卡内基·梅隆大学的发现让我惊艳不已,该校的马塞尔·贾斯特(Marcel Just)和汤姆·米切尔(Tom Mitchell)已经在利用实时的功能磁共振成像(fMRI)扫描仪,进行某种真正意义上的思维读取——或称思维识别。

当我躺到fMRI里面后,我在屏幕上看到了20张不同物体的图片(像草莓、摩天大厦、山洞什么的)。在系统的引导下,我在脑中想象着其中每样物品的特性,电脑会试着推断出我刚刚看到的两张图片的顺序(比如说,草莓是不是排在摩天大厦的前头)。推断结果的准确率达到了100% 。

无论我们每个人的母语是什么,又有过怎样的个人经历,每当我们想到某个特定的名词时,似乎都会“激活”某一处大脑区域。提到“草莓”,我们可能会想到“红色”、“食用”或者“可以用手拿起”。而电脑知道哪种的特性会激活哪部分脑区。这套系统还能猜出你脑中想到的数字,或者你当前正处于它所知道的15种情绪中的哪一种。

要实现一想到“CBS(电视台)”就能切换到该电视频道,我们还有太多的研发工作要做。在当前这一初级阶段,大部分的BCI研究都集中在如何帮助残疾人士获得行动能力,或者如何测谎这些方面。而这些研究正在引发大量关于伦理、隐私及可靠性的讨论。如果有一天,思维识别真的被应用到电子产品中,势必也会引发其他难题。比如,在利用思维输入撰写电子邮件时,如果思想开了小差,会出现什么情形?如果夫妻两人分别想到不同的电视频道,最后会以哪方的思维为准?有谁会为了调整音乐的音量,而甘愿进行一次磁共振成像(MRI)扫描?

贾斯特,这位卡内基·梅隆大学脑认知成像中心的负责人,对此却并不担心。他告诉我说:“我们的机器确实是个庞然大物,但是总有一天,会有某位生物物理学家开发出某种十分小巧的设备,操作原理也可能跟我们不太一样。”眼下要判断BCI会在何处靠岸,甚至会在何时起飞,都还为时尚早。

我相信,思维识别技术会越来越先进,现在数百万美元正被投入到思维识别技术中,对该项技术进行改进。说不定,以后的人一出生,体内就会植入一个脑电波遥控器呢!

科技史 昨天的科学报道

1 太空合作

约翰·H·格伦(John H. Glenn)绕地飞行成功,赫鲁晓夫总理在去年2月给美国写了一封祝贺信,建议美国和苏联在太空研究的一些项目中携手。肯尼迪总统做了答复,建议两国共同研发太空医学、气象卫星、通信卫星、绘制地球磁场,并追踪太空飞行器。去年6月,苏联火箭专家安纳托利·A·布雷贡拉沃夫(Anatoli A. Blagoavov)会见美国航空航天局副局长休·L·德里顿(Hugh L. Dryden),两人就上述领域中的3个草拟了倡议,准备开展合作事宜。在各自政府的批复(以及古巴导弹危机造成的短暂耽搁)之后,这份和平利用外太空的协议在联合国辩论会上向世界公开。

2 未来汽车

未来的汽车将和今天的汽车在外观上区别显著,就像1913年的豪华轿车和1896年的马车在外观上区别显著一样。人类的代步工具将从以前的马拉车逐渐发展成完全封闭、隔绝灰尘、安静舒适的“未来轿车”,而今天的豪华轿车和鱼雷旅游车,只不过是这个发展过程中的一环。从外形看,未来的轿车更像一艘潜水船,而不是一辆车:它的车身呈长雪茄形状,把轮子之外的一切部件都包裹在内。

上世纪的人们对于“未来汽车”的想象,几乎与现代汽车的样式不谋而合。至于我们的“未来汽车”会是什么样?不得而知。

3 来自光线的消息

近年的科学发现赋予了人类探索自然的新力量,在科学家的努力之下,大自然不得不吐露出了哲学家从未想象到的精微秘密。当年艾萨克·牛顿爵士首次分解一道光线,证明了其中包含几种颜色,而在不久以前,这个课题又升格成了一门专门的科学,叫做“光谱分析”,促成其升格的,是两位德国教授基尔霍夫(Kirchoff)和本生(Bunsen)的辉煌发现。基尔霍夫教授利用4个工艺精巧的棱镜,通过一架40倍望远镜观察了太阳光谱。他看见了一系列模糊的带子和黑色的线条。结果,就像显微镜打开了微观世界,一片新的视野就此打开。经过研究,这些黑色线条终于透露了太阳大气的化学成分。

德国教授本生和基尔霍夫创制的分光镜。

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