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          MIT截肢教授:腦機接口開創(chuàng)人類和機器“互操作”新時代

          作者: 時間:2017-07-20 來源:36氪 收藏

            來自麻省理工學(xué)院()的Hugh Herr教授是媒體實驗室( Media Lab)生物機電工程領(lǐng)域的負責(zé)人。在媒體實驗室,他致力于開發(fā)增強人類身體能力的機器設(shè)備。在BBC記者Dave Lee與他討論“”的相關(guān)話題時,他說:

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201707/361954.htm

            “我們正處于人類歷史的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點。……我們在將神經(jīng)系統(tǒng)與已經(jīng)建好的世界融合起來。我們當前使用的技術(shù)與人類的神經(jīng)系統(tǒng)相分離,但我們正在建立融合人類生理學(xué)的人機關(guān)系,并逐步向這一新時代過渡。”

            他的這番言論其實是他個人經(jīng)驗的真實寫照。

            Herr教授的另一個身份是一名登山者。不過不幸的是,在1982年他18歲時,他在攀登新罕布什爾州華盛頓山(Mount Washington)的過程中和伙伴被困在暴風(fēng)雪中。在他們被援救人員救出之后,Herr本人因為凍傷而不得不接受雙腿自膝蓋以下的截肢。

            在2012年,Herr教授裝上了非常復(fù)雜的機械仿生義肢?;貞浧疬@一場景,Dave Lee是這樣描述的:

            “在倫敦,我親眼見到他讓滿屋的人感動流淚。當時,他第一次在公眾面前穿上這兩個非常復(fù)雜精巧的義肢。這兩個義肢讓他能夠再次自然、優(yōu)雅地行走。”

            

          MIT截肢教授:腦機接口開創(chuàng)人類和機器“互操作”新時代

           

            裝上假肢的Herr教授依舊能夠勇敢攀巖。

            如今,Herr教授的研究也和他的義肢有關(guān)。在MIT媒體實驗室,Herr教授和他的研究組致力于開發(fā)幫助殘疾人的科技裝置。他們的目標是逐漸減少殘疾對人類的影響。

            不過,隱藏在這一目標之下的,是Herr教授通過義肢實現(xiàn)“”的理想。

            幫助殘疾人:能夠感知環(huán)境的智能義肢,才是能真正幫助殘疾人的義肢

            在裝上義肢后,Davis的第一場表演立刻引起了公眾轟動,也讓Herr教授站上了TED的演講臺。

            在Herr教授位于MIT的實驗室中,他們在使用機械模擬人體能做到的一些工作。對于人體來說,下樓、跳躍這些事情非常簡單;但對于工程師手中的義肢來說,這些事情卻是極其復(fù)雜的。

            BBC記者Dave Lee采訪了實驗室中的一名博士生,Roman Stolyarov。Stolyarov對他展示了他們正在開發(fā)的義肢,并告訴他義肢的設(shè)計理念與無人駕駛車輛的傳感器系統(tǒng)非常相似。

            Stolyarov向Lee舉了一個例子:在下樓梯的過程中,不管人類是否意識到了這一動作,人的大腦都可以本能地讓腿部準備好踏上更低的臺階,但讓義肢去做同樣的事情則非常困難。不過他們正在設(shè)計的義肢就能為下樓的動作做“準備”。

            “義肢中的電機能夠模擬真正的踝關(guān)節(jié)。(義肢)周圍的傳感器能夠判斷這條腿是在空中還是在地面上,從而能夠讓人感覺是在真正進行行走,而不是在使用一個毫無生氣的義肢。”

            

          MIT截肢教授:腦機接口開創(chuàng)人類和機器“互操作”新時代

           

            在下樓過程中,義肢能夠識別這條腿在空氣中還是在地面上。

            幫助健全者:動力外骨骼,幫助人體“硬件升級”

            Herr教授并不只是想用他的研究幫助殘疾人。在設(shè)計殘疾人輔助器具之外,他還希望能夠用“人體外骨骼”這一形態(tài)提升人類的運動極限。另一名研究者Tyler Clites解釋稱,外骨骼可以將行走時的體力消耗減少25%:

            “如果你實際行走了100英里,你只會感覺自己走了75英里……我們今天就能實現(xiàn)這項技術(shù)。我認為這些設(shè)備在未來幾年中就會被商業(yè)化。”

            “人體外骨骼”這個概念并不是新鮮事。實際上,除了Herr教授和他的團隊,不少研究人員也在開發(fā)類似的舉措。一個實際應(yīng)用的案例就是美國零售連鎖店Lowes正與弗吉尼亞理工大學(xué)合作,為其員工研發(fā)外骨骼,以協(xié)助他們執(zhí)行貨物搬運。

            

          MIT截肢教授:腦機接口開創(chuàng)人類和機器“互操作”新時代

           

            Lowes商店的人體外骨骼輔助設(shè)備。

            對于這一前景,Clites是這么評價的:

            “我確實認為,我們正在進入這樣的一個新時代:生物系統(tǒng)和人造系統(tǒng)之間的界限正變得十分模糊。”

            Clites也知道他們的研究可能會引起一些爭議,比如有些人認為“體外骨骼”技術(shù)能夠讓買得起的“富人們”更強,而窮人們更弱。不過他的導(dǎo)師Herr教授卻并不擔(dān)心。他對Lee說:

            “機器設(shè)備的價格將直線下降,很難說社會上是否會出現(xiàn)大規(guī)模的兩極分化。”

            

          MIT截肢教授:腦機接口開創(chuàng)人類和機器“互操作”新時代

           

            據(jù)稱,美國也將使用“人體外骨骼”技術(shù)打造“超級士兵”。

            Herr教授的研究從義肢起,但是很有可能終于被機器設(shè)備“強化”的全人類。不過Herr教授也承認“強化人類”的未來還有一點遠。目前他的研究重點還在于使用“腦機結(jié)合”理念讓人類與義肢產(chǎn)生更好的配合。

            對于這個問題,Herr教授表達了他對機電工程在殘疾人領(lǐng)域運用現(xiàn)狀的失望。在他看來,目前的醫(yī)療行業(yè)需要在這個問題上有很多改進:

            “從內(nèi)戰(zhàn)時期至今,醫(yī)院中使用的截肢方法幾乎沒有根本性的改變。當我們看到機器人技術(shù)與機電一體化技術(shù)取得巨大進步時,我們卻沒有看到截肢手術(shù)取得相應(yīng)的進展。

            這種情況現(xiàn)在正被改變。我們正在重新設(shè)計截肢的方式,以創(chuàng)造正確的機械和電氣接口環(huán)境。”

            未來,Herr教授將推動讓人類大腦直接控制義肢的“”技術(shù)。這樣,義肢不僅能夠?qū)崒嵲谠诘貛椭褂谜?,還能真正讓殘疾人真正感覺自己的身體重新變得完整。

            Herr教授坦承,最讓他感動的是這樣的情形:

            “我們在臨床上有這樣的經(jīng)歷:當我們把這些義肢連接到人們身上,并聽取他們的意見時,他們會告訴我們:‘我的肢體已經(jīng)恢復(fù)了,我痊愈了,這是我身體的一部分’。”

            近幾年來,“腦機接口”是一個貌似非常科幻、實際令開發(fā)者非常關(guān)注的一個話題。Facebook弄出了“意念打字”,Elon Musk建立了Neuralink……但是Herr教授的研究給“腦機接口”指明了一條新路:“腦機接口”可以被用在幫助殘疾人士的領(lǐng)域,讓他們不再因為難以使用的義肢而受苦。

            Herr教授認為,通過人類和機器的如此配合,我們在逐漸進入人類和機器“互操作”的時代。



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