emily waltz

想象一下，在你的兩只手都很忙碌的情況下命令機械臂完成工作?，F(xiàn)在再想象一下你只需要想一想這個命令就可以控制機械臂。

圖片來源：hiroshi ishiguro laboratory/atr

最近，研究人員宣布他們已經(jīng)成功制造了這樣一個設(shè)備。使用者可以同時想兩件事情，機器人將解析哪件事是命令它做的，然后完成任務(wù)。這個裝置特殊的地方（如果意念控制，多任務(wù)處理，輔助臂還不夠酷的話），是它可以提高使用者多任務(wù)處理的能力。

“多任務(wù)處理反映了轉(zhuǎn)換注意力的能力。如果我們可以通過人腦-機器交互完成這件事，我們就可以提高人的能力?！眘huichi nishio說。nishio是日本京都國際先進電信研究所（advanced telecommunications research institute international）的首席研究員，他與同研究所的同事christian penaloza共同完成了這項研究。

圖片來源：hiroshi ishiguro laboratory/atr（動圖)

nichio和penaloza通過開發(fā)解讀不同動作的人腦電波活動算法完成了這項壯舉。當一個人想完成一些身體動作，比如拿起水杯，人腦中特定區(qū)域的神經(jīng)元會活躍起來，引起針對該動作獨特的腦電波活動模式。而想另一個不同的任務(wù)，比如說平衡一疊不穩(wěn)定的盤子，將激發(fā)不同的腦電波活動。

這些活動相關(guān)的腦活動可以通過頭皮上非侵入式電極來記錄。一套經(jīng)訓(xùn)練的算法將解譯記錄的電數(shù)據(jù)，分辨不同動作的腦電波模式，然后指揮機械臂根據(jù)使用者的想法移動。這樣的系統(tǒng)稱為大腦-機器互動（bmi）。

為了測試該系統(tǒng)，nishio和penaloza招募了15個健康的志愿者，在他們處理多任務(wù)的同時讀取大腦數(shù)據(jù)。每個志愿者戴著電極帽坐在椅子上，用兩只手平衡一個在板上的球，此時電腦記錄他們的腦電波活動。

之后志愿者坐在同一把椅子里，這次啟動連接的機械臂。志愿者想象機械臂抓住附近的一個水瓶。電腦記錄他們的神經(jīng)活動，檢測他們想抓住瓶子的意向，然后執(zhí)行這個命令。

圖片來源：hiroshi ishiguro laboratory/atr

然后參與者被要求同時完成這兩件事：保持板上的球平衡和意念控制機械臂。根據(jù)報道，在電腦的幫助下，參與者在75%的情況下成功完成了這兩件工作。

一些參與者在實驗的多任務(wù)處理部分做得比其他人都好?！皞€體間有很明顯的區(qū)別，表現(xiàn)好的人在85%的情況下能進行多任務(wù)處理，表現(xiàn)不好的人只能在52%的情況下同時處理多項任務(wù)，”penaloza說，“低分不能反映bmi系統(tǒng)的精確性，而能反映實驗者在不同任務(wù)之間轉(zhuǎn)換注意力的能力。”

參與者如此快速地學(xué)會了如何同時完成這兩件任務(wù)，這個現(xiàn)象十分有趣，nishio說，一般來說這需要許多訓(xùn)練。他和penaloza說，他們相信使用這樣的人腦-機器系統(tǒng)將會產(chǎn)生良好的生理反饋，幫助人們更好地學(xué)習(xí)多任務(wù)處理。他們正繼續(xù)研究這種現(xiàn)象，希望可以應(yīng)用于治療。

我們之前就看見過附加的肢體，比如說癱瘓者使用的意念控制的外骨骼手，慣性控制的雙機械臂，可以感受疼痛的假肢，機器人運動員，甚至是通過音樂控制的打鼓手臂。

penaloza和nishio認為，這是第一個可以讀取正在處理多任務(wù)的人腦活動的用意念控制的機器人?！耙话銇碚f，當你使用bmi控制什么東西的時候，使用者一定要集中精力才能完成一項任務(wù)，”penaloza說，“在我們的實驗中，要完成兩件完全不同的任務(wù)，這就是它與眾不同的原因。”

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