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研发脑—机接口设备 美砸巨资打造“超级士兵”

科技动态
来源: 标签: 2019-05-29 12:27:08
据美国趣味科学网站26日报道,美国国防部下属高级研究计划局(DARPA)正在向科学家提供资助,支持他们利用基因编辑、纳米技术和红外光束等技术以及工具,研制出更高效的、非侵入的脑—机接口设备。士兵可以佩戴这些设备,将他们的大脑信号转化为指令,

DARPA拟通过脑—机接口设备打造超级士兵。

如果N3计划成功,可穿戴的神经接口系统可在几毫米的范围内与大脑通信。图片来自网络

据美国趣味科学网站26日报道,美国国防部下属高级研究计划局(DARPA)正在向科学家提供资助,支持他们利用基因编辑、纳米技术和红外光束等技术以及工具,研制出更高效的、非侵入的脑—机接口设备。士兵可以佩戴这些设备,将他们的大脑信号转化为指令,让其可用思维控制武器。比如,用一闪念将无人机机群送入空中;或者将图像从一个大脑发送到另一个大脑等。

英国《每日邮报》也在26日报道,这一新技术可控制无人机、监控安全网络和通信。而且,设备可能采用头盔(读取用户大脑信号)的形式,DARPA希望4年内研制出相关设备的雏形。

砸巨资研制脑—机接口

DARPA近日宣布,6个团队将获得其正在进行的“下一代非手术神经技术”(N3)项目的资助。这6个团队的任务是开发技术,在不进行手术的情况下,为人脑和机器之间的快速无缝通信提供双向通道。据悉,目前,有两个团队分别获得了1800万美元和1950万美元的资助。

美国莱斯大学生物工程助理教授雅各布·罗宾逊领导着其中一个团队。他说:“如果我想与机器通信,我必须从我的大脑发出信号,动手或动嘴来发出口头命令,这就限制了我与网络系统或物理系统交互的速度。所以问题是,我们如何提高交互速度呢?”

罗宾逊说,找到方法至关重要,因为智能机器和汹涌如潮水般涌来的数据可能会让人类不堪重负,而且,这些方法和工具最终有望在军事和民用领域找到“用武之地”。

提升控制思想的能力

尽管我们读取甚至向大脑写入信息的能力有所突破,但这些进步通常依赖于医生们朝患者大脑植入的设备,这些植入物使医生能监测癫痫等疾病。

对正常人来说,脑外科手术风险太大;而目前的外部脑监测方法,如脑电图(EEG,电极直接附着在头皮上)获得的数据极不准确。因此,DARPA正试图在无创或微创脑—机接口(BCI)方面取得突破。

DARPA表示,希望研究团队能研制出新技术,避免这些手术方法,并开发出能通过接近用户头脑来读取大脑信号的硬件。这些非手术方法从使用超声波技术读取大脑中的电信号,到吞服“纳米传感器”帮助大脑与头盔式收发器通信的“微创”模式等,不一而足。

N3项目经理埃尔·埃莫迪说:“如果N3成功,我们最终将拥有可穿戴的神经接口系统,可在几毫米的范围内与大脑通信,将神经技术从临床转移到国家安全等应用领域。DARPA正在为未来做准备,在这个未来中,无人系统、人工智能和网络操作会相互融合。”

对人脑进行微调

罗宾逊则表示,他们对能在大脑内16个独立的、约豌豆大小的脑区读取或写入信号的系统感兴趣。

他解释说:“当你试图通过头骨捕捉大脑活动时,很难知道信号来自何处以及信号何时产生。因此,我们需要对人脑进行微调。”

要做到这一点,罗宾逊团队计划使用经过修改的病毒(病毒载体)将遗传物质递送到细胞中,以将DNA插入特定的神经元,使其产生两种蛋白。

当神经元放电时,第一种蛋白吸收光,使检测神经活动成为可能。一款外部耳机会发出一束红外线,穿过头骨进入大脑。然后,连接到耳机的探测器将测量从脑组织反射的微小信号,以创建大脑图像。由于蛋白质吸光,当神经元放电时,目标区域会显得更暗,生成大脑活动的读数,科学家们可使用这一读数计算人看到、听到或试图做的事情。

第二种蛋白质则与磁性纳米颗粒相连,因此,当耳机产生磁场时,可磁性刺激神经元放电。这可以用于刺激神经元,从而在患者的大脑中产生图像或声音。该小组计划使用该系统将图像从一个人的视觉皮层传递到另一个人的视觉皮层。

用思维控制无人机

来自非营利研究机构巴特尔研究所的一个小组正迎接一项更雄心勃勃的挑战。该组织希望让人类仅用意念就能控制多架无人机,有关加速度和位置等信息会直接反馈给大脑。

该团队高级研究员高拉夫·夏尔马说:“操纵杆和计算机光标或多或少都是单向设备,但现在我们想到的是一个人控制多架无人机,而且,它是双向的。所以,如果无人机向左移动,会有一个感觉信号传回你的大脑,告诉你无人机正在向左移动。”

据悉,DARPA还将与埃隆·马斯克创办的“神经链接”(Neuralink)公司合作,开发可行的脑—机界面。最新文件显示,“神经链接”在5100万美元的融资目标中筹集了3900万美元,但最终研制出的设备是何“模样”,我们只能拭目以待。

(科技日报北京5月28日电)

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