MIT截肢教授:腦機(jī)接口開(kāi)創(chuàng)人類(lèi)和機(jī)器“互操作”新時(shí)代
來(lái)自麻省理工學(xué)院(MIT)的Hugh Herr教授是MIT媒體實(shí)驗(yàn)室(MIT Media Lab)生物機(jī)電工程領(lǐng)域的負(fù)責(zé)人。在媒體實(shí)驗(yàn)室,他致力于開(kāi)發(fā)增強(qiáng)人類(lèi)身體能力的機(jī)器設(shè)備。在BBC記者Dave Lee與他討論“腦機(jī)接口”的相關(guān)話(huà)題時(shí),他說(shuō):
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201707/361954.htm“我們正處于人類(lèi)歷史的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。……我們?cè)趯⑸窠?jīng)系統(tǒng)與已經(jīng)建好的世界融合起來(lái)。我們當(dāng)前使用的技術(shù)與人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)相分離,但我們正在建立融合人類(lèi)生理學(xué)的人機(jī)關(guān)系,并逐步向這一新時(shí)代過(guò)渡。”
他的這番言論其實(shí)是他個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的真實(shí)寫(xiě)照。
Herr教授的另一個(gè)身份是一名登山者。不過(guò)不幸的是,在1982年他18歲時(shí),他在攀登新罕布什爾州華盛頓山(Mount Washington)的過(guò)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?yàn)閮鰝坏貌唤邮茈p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(jī)械仿生義肢?;貞浧疬@一場(chǎng)景,Dave Lee是這樣描述的:
“在倫敦,我親眼見(jiàn)到他讓滿(mǎn)屋的人感動(dòng)流淚。當(dāng)時(shí),他第一次在公眾面前穿上這兩個(gè)非常復(fù)雜精巧的義肢。這兩個(gè)義肢讓他能夠再次自然、優(yōu)雅地行走。”
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(shí)驗(yàn)室,Herr教授和他的研究組致力于開(kāi)發(fā)幫助殘疾人的科技裝置。他們的目標(biāo)是逐漸減少殘疾對(duì)人類(lèi)的影響。
不過(guò),隱藏在這一目標(biāo)之下的,是Herr教授通過(guò)義肢實(shí)現(xiàn)“腦機(jī)接口”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(chǎng)表演立刻引起了公眾轟動(dòng),也讓Herr教授站上了TED的演講臺(tái)。
在Herr教授位于MIT的實(shí)驗(yàn)室中,他們?cè)谑褂脵C(jī)械模擬人體能做到的一些工作。對(duì)于人體來(lái)說(shuō),下樓、跳躍這些事情非常簡(jiǎn)單;但對(duì)于工程師手中的義肢來(lái)說(shuō),這些事情卻是極其復(fù)雜的。
BBC記者Dave Lee采訪(fǎng)了實(shí)驗(yàn)室中的一名博士生,Roman Stolyarov。Stolyarov對(duì)他展示了他們正在開(kāi)發(fā)的義肢,并告訴他義肢的設(shè)計(jì)理念與無(wú)人駕駛車(chē)輛的傳感器系統(tǒng)非常相似。
Stolyarov向Lee舉了一個(gè)例子:在下樓梯的過(guò)程中,不管人類(lèi)是否意識(shí)到了這一動(dòng)作,人的大腦都可以本能地讓腿部準(zhǔn)備好踏上更低的臺(tái)階,但讓義肢去做同樣的事情則非常困難。不過(guò)他們正在設(shè)計(jì)的義肢就能為下樓的動(dòng)作做“準(zhǔn)備”。
“義肢中的電機(jī)能夠模擬真正的踝關(guān)節(jié)。(義肢)周?chē)膫鞲衅髂軌蚺袛噙@條腿是在空中還是在地面上,從而能夠讓人感覺(jué)是在真正進(jìn)行行走,而不是在使用一個(gè)毫無(wú)生氣的義肢。”
在下樓過(guò)程中,義肢能夠識(shí)別這條腿在空氣中還是在地面上。
幫助健全者:動(dòng)力外骨骼,幫助人體“硬件升級(jí)”
Herr教授并不只是想用他的研究幫助殘疾人。在設(shè)計(jì)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(lèi)的運(yùn)動(dòng)極限。另一名研究者Tyler Clites解釋稱(chēng),外骨骼可以將行走時(shí)的體力消耗減少25%:
“如果你實(shí)際行走了100英里,你只會(huì)感覺(jué)自己走了75英里……我們今天就能實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)。我認(rèn)為這些設(shè)備在未來(lái)幾年中就會(huì)被商業(yè)化。”
“人體外骨骼”這個(gè)概念并不是新鮮事。實(shí)際上,除了Herr教授和他的團(tuán)隊(duì),不少研究人員也在開(kāi)發(fā)類(lèi)似的舉措。一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的案例就是美國(guó)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(yùn)。
Lowes商店的人體外骨骼輔助設(shè)備。
對(duì)于這一前景,Clites是這么評(píng)價(jià)的:
“我確實(shí)認(rèn)為,我們正在進(jìn)入這樣的一個(gè)新時(shí)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(huì)引起一些爭(zhēng)議,比如有些人認(rèn)為“體外骨骼”技術(shù)能夠讓買(mǎi)得起的“富人們”更強(qiáng),而窮人們更弱。不過(guò)他的導(dǎo)師Herr教授卻并不擔(dān)心。他對(duì)Lee說(shuō):
“機(jī)器設(shè)備的價(jià)格將直線(xiàn)下降,很難說(shuō)社會(huì)上是否會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的兩極分化。”
據(jù)稱(chēng),美國(guó)也將使用“人體外骨骼”技術(shù)打造“超級(jí)士兵”。
Herr教授的研究從義肢起,但是很有可能終于被機(jī)器設(shè)備“強(qiáng)化”的全人類(lèi)。不過(guò)Herr教授也承認(rèn)“強(qiáng)化人類(lèi)”的未來(lái)還有一點(diǎn)遠(yuǎn)。目前他的研究重點(diǎn)還在于使用“腦機(jī)結(jié)合”理念讓人類(lèi)與義肢產(chǎn)生更好的配合。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,Herr教授表達(dá)了他對(duì)機(jī)電工程在殘疾人領(lǐng)域運(yùn)用現(xiàn)狀的失望。在他看來(lái),目前的醫(yī)療行業(yè)需要在這個(gè)問(wèn)題上有很多改進(jìn):
“從內(nèi)戰(zhàn)時(shí)期至今,醫(yī)院中使用的截肢方法幾乎沒(méi)有根本性的改變。當(dāng)我們看到機(jī)器人技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)取得巨大進(jìn)步時(shí),我們卻沒(méi)有看到截肢手術(shù)取得相應(yīng)的進(jìn)展。
這種情況現(xiàn)在正被改變。我們正在重新設(shè)計(jì)截肢的方式,以創(chuàng)造正確的機(jī)械和電氣接口環(huán)境。”
未來(lái),Herr教授將推動(dòng)讓人類(lèi)大腦直接控制義肢的“腦機(jī)接口”技術(shù)。這樣,義肢不僅能夠?qū)崒?shí)在在地幫助使用者,還能真正讓殘疾人真正感覺(jué)自己的身體重新變得完整。
Herr教授坦承,最讓他感動(dòng)的是這樣的情形:
“我們?cè)谂R床上有這樣的經(jīng)歷:當(dāng)我們把這些義肢連接到人們身上,并聽(tīng)取他們的意見(jiàn)時(shí),他們會(huì)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(lái),“腦機(jī)接口”是一個(gè)貌似非??苹谩?shí)際令開(kāi)發(fā)者非常關(guān)注的一個(gè)話(huà)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(jī)接口”指明了一條新路:“腦機(jī)接口”可以被用在幫助殘疾人士的領(lǐng)域,讓他們不再因?yàn)殡y以使用的義肢而受苦。
Herr教授認(rèn)為,通過(guò)人類(lèi)和機(jī)器的如此配合,我們?cè)谥饾u進(jìn)入人類(lèi)和機(jī)器“互操作”的時(shí)代。
評(píng)論