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    “用意念驾驭汽车”,这项技术发展到哪一步了?

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    通过精神力控制汽车

    神经计算机接口,也叫做脑机接口,已经有60多年历史。最初是美国国防高级研究计划局(DARPA)在 20 世纪 60 年代提出的一个想法,1969年于美国华盛顿大学立项,1970年在加州大学洛杉矶分校开始实验。

    香港科技大学正在进行这样一个项目:利用强化学习来测试运动的心理控制

    目前有多种“读脑”方式,可以是电影里常见的“触点头盔”,或者将电极植入大脑,以及使用断层扫描仪,它们都为了精确读取脑电波或更精准的神经电信号。

    困难不在于“看到”大脑活动,而在于理解它到底意味着什么。如果找到理解的突破口,人类就能用意念控制轮椅、书写或工具。

    图一猴子精神控制器;图二瘫痪受试者输入单词;图三空中交通管制员专注力补偿测试

    上图可见,人类对于脑电波信号的理解实验一直在进行。2003年,瑞典互动学院想出了一个独特的“脑球”(Brainball或者Mindball)。桌面轨道中有一颗钢球,两名游戏玩家佩戴头盔,释放脑波控制球移动。

    “脑球”游戏

    咋实现呢?设计师挑选两种大脑状态,将注意力集中设为β波,放松设为α波。游戏设定,球移动到对手一端就会赢,感受到α波球会向对手移动,而β波则不能移动小球。于是,心态冷静的人会赢,心情紧张又想赢的就输。以此原理,2009 年,美国公司美泰推出了Mindflex玩具,可控制轻塑料球的飞行。

    Mindflex

    到了2010年,人们不再满足控制球,开始尝试控制车。

    先驱者是柏林自由大学的科学家,他们于2011 年发起了BrainDriver项目,实验车型是大众迈腾旅行版。

    这台迈旅是自动驾驶汽车,配备了摄像头、雷达和激光扫描仪,在此基础上,科学家加入脑波控制系统,试图让设备理解脑电波中的“意图”,并将其翻译成右转、左转、加速和刹车,再传达给汽车。

    测试员佩戴的帽子,是美国 Emotiv 公司生产的, 16 电极轻型脑电图读取仪。

    这项测试在废弃的滕珀尔霍夫机场周围进行,实验发现,驾驶员指令和汽车响应之间有明显延迟,无法精准控制。但他们认为:低速车辆,如电动轮椅,这项技术已经可以使用。

    那这个实验对汽车驾控有提升吗?

    2015年,捷豹路虎启动了“第六感”项目,他们在方向盘中设定了内置传感器读取脑电图,用摄像头跟踪面部和眼球方向。但这些信号不为了控制汽车,而是理解驾驶员的注意力、困倦程度等信息,如果有危险预兆,就发出灯光和声音信号,如今叫驾驶员疲劳监测系统,不会控制车辆。

    捷豹第六感

    真正控制汽车的实验,也有。同样在2015年,南开大学科学家与哈弗汽车工程师共同开发一套汽车精神控制系统,涵盖加速和制动,前进或后退,可以用意念打开和关闭门锁。

    16个电极的便携式脑电图系统

    2016 年,现代英国分公司与 Digital Communications、Gravity Thinking 和 The Alphabet Collective 等公司合作进行了类似的实验。同样是完成前进、后退等动作。

    这些实验,是通过脑子里想“前进、刹车”而实现控制的吗?

    在现代汽车的设定中,他们把“积极思考”设定为前进,而放松和发呆时会触发刹车。里面的原理复杂,简单理解就两个信号,无论你想啥,专注思考是一种信号,能前进。而走神设置为另一个信号,就会刹车。

    所以不是“想啥做啥”,原理和脑球游戏相差不大。

    2018年,日产提出新的意念控制诠释——B2V(Brain-to-Vehicle)。

    该系统不同之处在于,日产认为人们在踩踏板、转方向前,大脑中已经形成这种想法了,所以记录此时的脑电图特征,不就能将“前进、转弯”转化成电信号,对车辆进行控制了吗?

    他们先用模拟器大量收集脑信号,再用实车进行测试。实车保留了方向盘和踏板,人和系统均能控制车辆。测试很成功,“读心术”程序发出的信号比驾驶员的肌肉激活要早 0.2-0.5 秒,说明系统反应更快。

    在紧急状况下,反应快或许能保命,仅仅以 60 公里/小时的速度计算,0.2-0.5秒就能偏移3-8 米!足以救命。

    另一个“想啥做啥”的实验出现在2021年,奔驰Vision AVTR概念车实现神经接口切换广播电台、调节车厢内的照明和空调,甚至选择前往设有充电点的停车场的路线。

    它是咋实现的呢?原理是屏幕上会出现功能符号,人们注视它时,摄像头会捕捉注视方向,头部的传感器读取脑电波,程序对其进行分析,然后机载计算机执行所需的操作。

    至今,“意念控制汽车”并未完全实现,但在简单机器人和玩具上,该系统已经实现商业化。

    而科学家更注重研究脑机接口为瘫痪者提供活动能力的潜力,比如外骨骼控制的电动轮椅。

    随着技术的适当发展,人们应该会先实现某些车载功能的意念控制,比如打电话、播放自己喜欢的音乐或关闭天窗窗帘。

    进一步,可以改善汽车对驾驶员正常动作的响应,正如日产的实验所证明的那样。

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