用脑电波打字,速度有多快?

2017-05-19 15:22 来源:人民网-人民日报 
2017-05-19 15:22:39来源:人民网-人民日报作者:责任编辑:赵清建

  通过脑电波进行交流,这种炫酷的技术如今已走下了神坛。脸书的Building 8实验室与斯坦福大学的脑神经专家合作研发的脑电波输入法技术已获得初步成果。这一黑科技将为身体残障无法进行有效交流的病患,提供一种全新的交流方式。

  以肌萎缩侧索硬化症(ALS)为例,这是一种渐进性的神经退行性疾病,患者被称为“渐冻人”,患病后会逐渐失去语言和行动能力。目前已有一些方法帮助这类患者输入单词,例如通过跟踪眼部活动或脸部肌肉活动来实现,但都存在一定局限性。由于难以控制肌肉活动,部分患者无法实现有效交流。脑电波输入法则可以通过一颗豌豆大小的植入式电子传感器,将患者的神经元活动转换为电脑屏幕上的文字,从而实现用脑电波“说话”。

  将脑电波转化为文字,是脑机接口的一个重要研究方向,其原理主要是通过对人的脑电波进行采集、预处理、特征提取和模糊识别,并判断出人当前的意图,然后将识别结果通过相应的算法转化为命令,通过电脑上特定的软件得以实现。

  科学家早在几年前就已开始对大脑感知领域进行研究和探索。去年,斯坦福大学的研究人员将一个多电极阵列传感器植入猴子大脑,该传感器可以直接读取大脑特定区域(该区域控制着移动鼠标的手和手臂)的信号,并通过特定算法将读取出的信号转化为电脑上的指令,实现在虚拟键盘上移动光标、选择字母。研究人员训练猴子通过这种技术将所看到的文字用脑电波表达出来,结果显示,猴子通过脑电波打字的速度最快可达到每分钟12个单词。

  最近,研究人员将小型电子传感器植入瘫痪患者的大脑中控制运动的部位,用以记录运动皮质信号,用电缆将患者与计算机相连。当患者需要交流时,传感器开始记录患者的神经元活动,并将捕捉到的信号转化为移动光标的命令,在电脑屏幕上实现移动光标、确认选择。由于人类在交流过程中,需要思考交流的内容、单词的拼写,脑电波输入的速度较实验中的猴子相对慢一些,目前试用上述技术的患者,最快可在一分钟内打出8个单词。

  脑电波输入法是一项重大的科技进步。目前虽然存在很多问题,比如传感器需要植入、输入速度过慢、需要有线连接等,距普遍应用尚有距离,但在医疗上已经可以逐步使用,为许多患者带来了福音。研究表明,人类大脑每秒可以产生大约1TB的数据,相当于40部蓝光电影,科学家们正致力于将脑电波输入法的速度提升至每分钟100个英文单词(普通人的打字速度约为每分钟40个)。这项技术一旦实现突破,不仅能够帮助语言障碍人士顺畅交流,还能让人机交互的方式得到质的改变,继而为可穿戴设备等的进一步普及铺平道路。

[责任编辑:赵清建]

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