“读心”机器人不再是科学幻想，MIT说脑电波+手势即可控制

[图：麻省理工学院CSAIL] 

 

在麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室（简称CSAIL）的一项新研究中，人能够通过脑电波和微妙手势控制机器人了。这不禁让人联想到《X战警》里机器人操控手杆驾驶宇宙飞船。而这已经不再是科幻素材，而是实实在在的技术了。

这项研究在今年的匹茨堡《机器人学：科学和系统》大会（RSS）”上进行了展示，其目的是希望在人类与机器之间建立完全透明且毫无违和感的自然联系。

研究员的想法是创建一个无需训练或学习任何心理指令、作为人的意志延伸的界面。CSAIL主任、项目主管丹妮娜·鲁斯（Daniella Rus）在一份声明中表示，他们的目标是“从人类必须适应机器约束的世界……过渡到把机器人系统作为我们更自然直观的延伸。”

[图：麻省理工学院CSAIL] 

这并不是科学家们第一次尝试使用脑电波控制机器人，只不过以往的旧系统在准确性方面表现差强人意。举个例子，过去的研究要求测试者学习和练习每一个新指令，比如说你必须在脑子里把一幅图形和“向左走”或“向右走”这样的机器人指令联系在一起，这就好比要求你掌握一门新语言。而且，即使熟练掌握了新指令，你还必须用力思考这个图形，才能“说服”机器人根据你头皮上的电极所记录的脑电图（EEG）执行相应指令。

费了一大堆脑力，有效率还特别低，准确率仅为70%。开发者指出，“这种做法处理起来很难做到准确可靠，尤其是在建筑或航空航海等本身就需要高度集中力的行业。”

新研究把脑电图和肌电图（EMG）结合起来，避开了这些困难。肌电图技术监测人体骨骼肌的脑电活动，也就是你的手臂。这种混合法让人类通过思维和手势与机器人沟通，大大提高了控制效率。这项研究的主要作者们均表示，感觉“更像是和另一个人在交流。”

[图：麻省理工学院CSAIL] 

 

研究团队使用波士顿机器人初企Rethink Robotics制造的仿人机器人Baxter进行演示。他们把机器人的“指挥者”和控制Baxter的计算机连接起来，给这“指挥者”安装了监测脑电图活动的头皮电极和监测肌电图活动的前臂电极。

研究员还给Baxter配备了机械钻，分配了一项任务：在飞机机身模型上完成三个钻探目标。从未接受过任何训练的Baxter将选择一个目标执行。假如指挥者发现Baxter选错了钻孔位置，他只需要在脑子里思考这一点，就能阻止机器人，接着，他可以轻轻比划手势，把它引导到正确的钻孔上。在此过程中，Baxter学会了哪种脑电和肌电活动与该目标对应。换言之，正如作者之一德尔普雷托所说，是机器人学习用户的思维模式，而非用户掌握机器人的语言。

此系统同时还监控所谓的错误相关电位，这是人类发现错误时自然产生的大脑信号。如果出现这样的信号，Baxter就会停止动作，让人类控制员以快速的手势更正错误。

旧脑电图系统和新混合系统的成功率之差极其显著。实验准确率从70%上升到97%，在未经任何训练的情况下几乎达到完美。由此，我们朝着未来迈出了重要的一步，用户界面交互即将消失，取而代之的是直接纯粹的思考。按照麻省理工团队的设想，未来某天，这类技术“对于老年人或有语言障碍或行动不便的工人可能会很实用。”说不定大型动漫机器人也有望成为现实哦。

图片 | 麻省理工学院CSAIL

翻译 | 李美玉

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