人體大腦和部分脊柱的核磁共振(MRI)圖像　　

近日，科學(xué)家取得了首個(gè)遠(yuǎn)程人對(duì)人大腦對(duì)接的成功。研究者拉杰什·饒(Rajesh Rao)將一個(gè)大腦信號(hào)傳送到了網(wǎng)絡(luò)上，并通過該信號(hào)控制了其同事安德烈·斯特科(Andrea Stocco)的手臂移動(dòng)——后者一直坐在一路之隔的華盛頓大學(xué)校園中。

以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，利用某個(gè)人的大腦來指導(dǎo)另一個(gè)人的身體，是一個(gè)非常了不起的突破。不過，其他一些意識(shí)控制的想法已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，特別是在人機(jī)界面(HMIs)的領(lǐng)域。以下就是幾個(gè)人類大腦已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)的例子。

作曲和彈奏音樂

沒錯(cuò)，音樂作曲總是出現(xiàn)在我們的腦海中。不過現(xiàn)在，音樂家們可能不再需要借助活頁樂譜，或者彈奏樂器了，他們可以直接利用思維來創(chuàng)造音樂。

頭戴式腦電圖(EEG)裝置可以記錄大腦工作時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào)，并無線連接至電腦。佩戴者還可以訓(xùn)練自己的思維，使腦電波信號(hào)與特殊的任務(wù)聯(lián)系起來。

例如，當(dāng)你在想著按下電腦屏幕上某個(gè)按鍵的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)腦電波模式，電腦程序會(huì)識(shí)別這種模式并與按鍵的任務(wù)結(jié)合起來。在創(chuàng)作音樂時(shí)，類似的想法會(huì)與音符和聲音聯(lián)系起來，創(chuàng)造出一種直接來自大腦的音樂思維語言。這種語言建立之后，用戶可以簡(jiǎn)單地用思維把樂譜變成現(xiàn)實(shí)，并在電腦上演奏出來。

如果想要了解更多有關(guān)意識(shí)創(chuàng)作音樂，以及其他形式藝術(shù)的例子，可以在密歇根大學(xué)的網(wǎng)站上搜索“MiND ensemble”(神經(jīng)元維度上的音樂)。

屏蔽手機(jī)來電

神經(jīng)科學(xué)家、前軟件工程師魯杰羅·斯科爾奇奧尼(Ruggero Scorcioni)開發(fā)了一個(gè)名為“Good Times”的應(yīng)用程序，能夠通過感知用戶腦電波的活動(dòng)來過濾手機(jī)來電。今年早些時(shí)候，斯科爾奇奧尼贏得了AT&T(美國電話電報(bào)公司)手機(jī)應(yīng)用程序編程馬拉松活動(dòng)的獎(jiǎng)金。這一iOS應(yīng)用采用了一款可愛的Necomimi貓耳頭箍。這是一種可以讀取腦電波活動(dòng)的頭箍，能夠監(jiān)測(cè)大腦的活動(dòng)。如果用戶的大腦正忙于其他任務(wù)，那它就會(huì)將手機(jī)來電轉(zhuǎn)移到語音信箱; 如果用戶大腦處于可接收信息的狀態(tài)，該應(yīng)用就會(huì)接通來電。

有了3萬美元的編程馬拉松獎(jiǎng)金，斯科爾奇奧尼正著手對(duì)其原型機(jī)進(jìn)行微調(diào)。他將此視為人類大腦能直接控制移動(dòng)設(shè)備及個(gè)人環(huán)境的第一步?；蛟S將來的某一天，這個(gè)應(yīng)用程序能具有更多大腦驅(qū)動(dòng)、不需要進(jìn)行輸入的移動(dòng)設(shè)備功能，如“Good Tunes”的概念。Good Tunes可以根據(jù)佩戴者的腦電波信號(hào)來選擇最契合的音樂，最大可能地滿足個(gè)人的喜好。

創(chuàng)造三維物體

有沒有可能想到什么東西就把它做出來呢?或許現(xiàn)在還達(dá)不到那個(gè)程度。不過，一家智利公司已經(jīng)宣稱，第一個(gè)單純依靠思維創(chuàng)造出來的物品已經(jīng)出現(xiàn)了——同時(shí)出現(xiàn)的還有最新的、功能越來越強(qiáng)大的3D打印機(jī)。2012年1月，位于智利圣地亞哥的Thinker Thing公司的首席技術(shù)官喬治·拉斯科沃斯基(George Laskowsky)實(shí)現(xiàn)了這一突破。

Thinker Thing公司的系統(tǒng)采用了Emotiv EPOC腦電波頭箍來繪制佩戴者的腦電波，之后該公司自己開發(fā)的軟件“Emotional Evolutionary Design”(情感進(jìn)化設(shè)計(jì))在電腦屏幕上將“組建模塊”的形狀顯示出來。

從一個(gè)基本的圖形開始，這些形狀不斷變化和“進(jìn)化”，而用戶對(duì)每個(gè)變化所產(chǎn)生的正面和負(fù)面情緒都會(huì)被頭箍監(jiān)測(cè)到。軟件對(duì)大腦的反饋進(jìn)行分析，接受度更高的形狀和變化會(huì)被保留下來，并依此擴(kuò)展;而令人厭煩的形狀變化則會(huì)被拋棄。這一過程不斷重復(fù)，直到遵循設(shè)計(jì)者思維的物品最終成型，并制作出來。

Thinker Thing公司的“怪物夢(mèng)想家”(Monster Dreamer)項(xiàng)目為學(xué)齡兒童提供了發(fā)揮想象力的機(jī)會(huì)。他們可以借助軟件將夢(mèng)想中的怪物在幾分鐘之內(nèi)制造出來。

駕駛輪椅及汽車

對(duì)殘疾人來說，運(yùn)用意識(shí)來移動(dòng)交通工具將是改變?nèi)松囊淮笸黄??？茖W(xué)家為此在輪椅及其他設(shè)備上進(jìn)行了多年的研究，并為那些失去身體控制能力，但又思維清晰的人們帶來了福音。

2009年，日本豐田公司和RIKEN實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)布了一款思維控制的輪椅。該輪椅采用了能感受腦電波活動(dòng)的頭箍，并能將腦電波信號(hào)在125千分之一秒內(nèi)轉(zhuǎn)換成方向命令，準(zhǔn)確率高達(dá)95%。

在位于瑞士洛桑的聯(lián)邦技術(shù)研究所，科學(xué)家加入了“共享控制”的概念。他們研制的輪椅軟件能夠分析周圍混亂的環(huán)境，并將獲得的信息與駕駛者的大腦命令結(jié)合起來，從而避免與途中的物體發(fā)生相撞。這一系統(tǒng)還簡(jiǎn)化了操作，因?yàn)橛脩舨恍枰恢辈粩嗟孛钶喴胃淖兎较颉Ｔ撥浖恍枰幚硪粋€(gè)單向命令，并自動(dòng)重復(fù)，直到成功地完成導(dǎo)航。

德國柏林自由大學(xué)的工程師已經(jīng)嘗試將這一概念用在公路上，研制能夠由駕駛者部分思維控制的汽車。研究團(tuán)隊(duì)采用了一輛能自動(dòng)行駛的大眾帕薩特——無人駕駛車輛的新類型之一——并在上面裝上了一套電腦和軟件系統(tǒng)，與Emotiv公司的商用腦電波掃描頭箍一起使用。

駕駛者首先要接受訓(xùn)練，通過操控屏幕上的虛擬多維數(shù)據(jù)集來產(chǎn)生可是別的思維命令，如“向左轉(zhuǎn)”等。車上的電腦會(huì)分析每次駕駛者思考時(shí)的腦電波信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為車輛本身可以識(shí)別的命令。

研究團(tuán)隊(duì)在其網(wǎng)站上聲明，這一名為“Brain Driver”的應(yīng)用程序還不能適用于公路上，“但長(zhǎng)期來看，諸如此類的人機(jī)界面在與自動(dòng)駕駛汽車的結(jié)合中具有很大的潛力。例如，當(dāng)你在十字路口時(shí)只需要決定往哪走，自動(dòng)駕駛汽車就可以一直載你回家。”

“仿生”肢體

在某些情況下，人機(jī)界面正逐漸成為人體的一部分。一款新的義肢甚至提供了類似自然肢體的“觸覺”。它能將使用者的神經(jīng)系統(tǒng)與殘缺肢體上的神經(jīng)元聯(lián)系起來，向大腦發(fā)送感覺信號(hào)，產(chǎn)生類似“觸覺”的體驗(yàn)，使用者由此也可以不單單借助視覺來進(jìn)行操作。許多平常人輕而易舉就能完成的動(dòng)作，如從購物袋中取出不同的物品等，用義肢就很難實(shí)現(xiàn)，這一技術(shù)的出現(xiàn)使安裝義肢的人也能完成類似的任務(wù)。

凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的研究者與美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)合作研發(fā)了這種義肢，并在2013年5月公之于眾。DARPA在先進(jìn)義肢的研制中處于領(lǐng)先地位，部分原因是自2000年開始，已經(jīng)有超過2000名美軍服役人員經(jīng)歷過截肢手術(shù)。

另一款由DARPA支持研制的義肢采用了相反的思路，即通過一種名為“靶向肌肉神經(jīng)再支配”的技術(shù)對(duì)大腦到手臂的信號(hào)進(jìn)行高效傳輸。這一過程將被截肢體上的神經(jīng)重新連接，使大腦能夠?qū)αx肢做更多自然的控制——有些甚至能做到不可思議的動(dòng)作。經(jīng)過訓(xùn)練，安裝這種義肢的人可以通過思維控制手臂，完成喝咖啡、彈網(wǎng)球等動(dòng)作。專家稱，在某些情況下，義肢已經(jīng)可以發(fā)揮比重傷肢體更多的功能。