当我们夸一个人是天才时,往往是在赞美他智力过人,《最强大脑》中的王昱珩便是如此,过目不忘、百项专利…计算机之父图灵,也是如此,横跨多学科,是一名开天辟地的顶级天才。
王昱珩,男,汉族,1980年出生于北京,毕业于清华大学美术学院。江苏卫视《最强大脑第二季》选手 ,《最强大脑第三季》中国战队的队长之一 ,《最强大脑第四季》选手,《最强大脑之燃烧吧大脑第一季》三位队长之一 ,《挑战不可能第一季》的选手
从他们身上我们看到人的大脑似乎拥有巨大的潜力,脑科学家们也因此从未停止对大脑进行探索。历经几代人努力,“脑机接口”,这一项帮助人类开发利用大脑潜能的技术随之出世!
本篇内容,将带你了解“脑机接口”的发展历程。
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脑机接口与大脑的电生理信号
脑(Brain)+机(Computer)+接口(Interface)=脑机接口(BCI)
脑机接口(Brain-Computer Interface),是指在人的大脑神经系统与计算机设备之间,创建用于信息交换的连接通路,实现信息交换及控制。
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通俗地说,大脑发出一个指令,外部设备便能实现该目标。
以现在脑科学的认知来看,大脑和意识的物理本质是生物电活动。
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脑神经在遇到刺激或思考时,通过离子运动出现局部电流,电流传递过程中继续刺激其他神经元,最终形成意识。这些意识或被解读,或形成运动指令输出给身体。
解读脑信号是搭建脑机接口系统的关键环节。脑机接口将解读的大脑意图结果转化为执行指令,从而控制外部设备。
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脑机接口的源起和发展
一、学术探索阶段(1924~1968)
1924年,德国精神科医生汉斯·贝格尔发现了脑电波。据此,人们发现意识是可以转化成电子信号被读取的。首次记录到脑电波,开启了脑机接口相关技术的学术探索时代。
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二、科学论证阶段(1969~2000)
1969年,研究员埃伯哈德·费兹设计了游戏,让猴子通过特定思考来触发仪表盘的指针转动,从而获得游戏奖励,此后科学家尝试通过解码大脑电信号,准确方便地控制外部设备,脑机接口迈入科学论证阶段。
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“脑机接口之父”尼科莱利斯设计了一个“突破迷离境界”的实验。
研究人员训练了一群能用前爪按下一根小棒的大鼠,并设计一个装置,当大鼠按下小棒时,装置将把冰爽可口的水送到大鼠嘴边。在大鼠熟练掌握此操作后,研究人员断开小棒和接水装置的连接,打开植入大鼠脑部的脑机接口。
大鼠频繁按下小棒,但毫无结果,直到它们只是想象自己在用前爪按压小棒时,才重新获得了水。最后,大多数的大鼠都不再用前爪按动小棒,而是通过思考!
三、技术爆发阶段(21世界起)
进入21世纪以来,人们对于脑机接口的关注开始主要聚焦于实现脑机接口的技术路线,并不断推动脑机接口的应用落地。脑机接口发展成为一个研究领域,越来越多研究人员的加入推动了脑机接口迅速发展。
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● 2009年美国南加州大学的Theodore Berger小组研制出能模拟海马体功能的神经芯片;
● 2014年巴西世界杯截肢残疾者凭借脑机接口和机械外骨骼开出第一球;
●2016年脊中国天宫二号开启太空脑机交互实验;
●2020年浙江大学实现国内首次植入式脑机接口技术新突破,协助七旬老人用意念喝可乐。
脑机接口,前途有光
最近10年间,脑机接口研究的规模和范围进一步急剧扩大。
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2013年,全球首个专门针对脑机接口领域的学术期刊《脑机接口》杂志创刊,并于2014年出版了第一期。2015年,国际脑机接口协会成立,旨在促进研发使人们能够通过大脑信号与世界交互的技术;2018年,第7届国际脑机接口会议举办,吸引来自221个研究团队或组织的432名研究人员参会。
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一方面,消费级脑电传感器和脑机接口系统问世并进入市场,免费开源的脑机接口软件也不断更新,脑电信号处理算法的性能得到显著提高,产业界提出了脑机接口人因工程,尝试从用户层面(即用户体验、心理状态、用户训练)提高脑机接口的满意度和实用性。
另一方面,脑机接口技术的临床应用备受关注。它不仅被用来作为严重运动障碍患者的辅助通信和控制方法,还被用来帮助运动障碍群体恢复丧失的运动功能。
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此外,当今社会职场人群的心理、精神问题高发,目前已超过5400万人患有抑郁症,脑机接口在精神压力检测和缓解方面也大有可为。
2020年12月阿里巴巴达摩院也发布《2021十大科技趋势》,认为脑机接口极具研究价值,可帮助人类超越生物学极限。
小舟科技,作为国内深耕脑机元宇宙的科技企业,已组建一支专业的脑机交互团队,正持续投入资源进行脑机接口相关技术及产品的研发。
随着神经科学、计算科学、材料科学等多元学科的进步,脑机接口在未来十年内将快速发展,小舟科技诚邀相关技术人才加入我们,共同创造一个行业的美好未来!