“腦機(jī)接口”技術(shù)實(shí)現(xiàn)意念打字
參考消息網(wǎng)5月14日?qǐng)?bào)道 據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》周刊網(wǎng)站5月12日?qǐng)?bào)道，一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠解讀正想象自己拿筆書(shū)寫的人大腦發(fā)出的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化成文字。該設(shè)備每分鐘能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換90個(gè)字符，比之前用頭部或眼部追蹤系統(tǒng)打字的速度快一倍多。
報(bào)道稱，之前的追蹤系統(tǒng)讓人可以移動(dòng)鼠標(biāo)的光標(biāo)并緩慢打出文字，不過(guò)斯坦福大學(xué)的賈米·亨德森說(shuō)，這需要操作者全神貫注。
他說(shuō)：“如果你用眼部追蹤系統(tǒng)在電腦上打字，那么你的眼睛需要盯牢。你不能向上看，向四周看，或做別的事。因此擁有其他的輸入渠道確實(shí)很重要。”
報(bào)道介紹，為解決這個(gè)問(wèn)題，亨德森及其同事在一名65歲男子的大腦表層下植入了兩組小型傳感器。因脊髓受損，這名男子自2007年以來(lái)頸部以下一直處于癱瘓狀態(tài)。每組傳感器能夠探測(cè)到大約100個(gè)神經(jīng)元——僅為人腦中約1000億個(gè)神經(jīng)元中的一小部分——發(fā)出的信號(hào)。
在該男子想象自己在紙上書(shū)寫時(shí)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)接收到神經(jīng)元發(fā)出的信號(hào)。研究團(tuán)隊(duì)成員、同樣在斯坦福大學(xué)工作的克里希納·謝諾伊說(shuō)，這些傳感器不針對(duì)具體的神經(jīng)元，因?yàn)閰⑴c手部運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元可能有數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)個(gè)。不過(guò)，用兩組傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)約200個(gè)神經(jīng)元，就能掌握足夠多的線索讓人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一個(gè)大腦信號(hào)的可靠解讀器。
報(bào)道稱，研究人員通常會(huì)用數(shù)千個(gè)示例數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練一套神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就本研究的情況而言，就是錄下某人書(shū)寫某個(gè)字母時(shí)腦部釋放的信號(hào)，用其來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在已存在大型數(shù)據(jù)集或可由自動(dòng)化系統(tǒng)提供大型數(shù)據(jù)集的情況下，這種做法會(huì)很好地發(fā)揮作用。
但是，就這名男子的情況而言，生成大型數(shù)據(jù)集是不切實(shí)際的，因?yàn)橐龅竭@一點(diǎn)，這名男子必須想象自己書(shū)寫成千上萬(wàn)個(gè)字母。研究人員沒(méi)有這樣做，而是提取了這名男子在書(shū)寫某些字母時(shí)腦部發(fā)出的信號(hào)，并通過(guò)添加隨機(jī)噪音生成額外的副本，從而建立了一個(gè)綜合數(shù)據(jù)集。
報(bào)道指出，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的模型無(wú)法適用于另一個(gè)人，因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)接受訓(xùn)練時(shí)使用的數(shù)據(jù)來(lái)自特定的人，且傳感器放置的位置也是不可重復(fù)的。
利用這套系統(tǒng)，這名男子能夠以每分鐘90個(gè)字符的速度打字，接近年齡與其相當(dāng)?shù)娜耸褂弥悄苁謾C(jī)時(shí)的平均打字速度，即每分鐘115個(gè)字符。輸出信息的準(zhǔn)確率達(dá)到94.1%，在使用自動(dòng)校正工具后可達(dá)99%以上。
以前的腦機(jī)接口技術(shù)能夠解讀大型信號(hào)，比如手臂運(yùn)動(dòng)信號(hào)，但在此之前還無(wú)法解讀像書(shū)寫這樣精細(xì)、靈巧的動(dòng)作。
報(bào)道稱，研究人員希望在這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上創(chuàng)造一種語(yǔ)音解碼器，供無(wú)法再說(shuō)話但負(fù)責(zé)語(yǔ)言的神經(jīng)通路仍能正常發(fā)揮作用的人使用。
