第601章 大脑,从输出到输入
第601章大脑,从输出到输入
一间宽敞的会议室内,陈以清笑着面对项目组成员,侃侃而谈。
“单只手的测试很成功,脑机接口能够采集他的行动意图,转换为特定的神经模式,指导着假肢做出各种动作。”
“与此同时,我们的算法也在不断学习他的想法,进行优化。”
“在脑机接口上训练得越多,他的假肢运动能力越强,动作也越精细,这就像多加练习就能让你的乒乓球打得更好一样。”
“不过——”他话音一转,叹了口气道。
“这可能是我们对截瘫患者能够做到的极限了。”
王大力讶然道:“这就到极限了吗?我感觉还没到我的极限啊?”
他滔滔不绝地说道:“我们现在才刚做出一个仿生手臂,只是很简单的单手模式,我们完全可以继续做出两只仿生手臂,这样患者就能像常人一样使用两只手。”
“当然,我觉得如果两只手的话,都放在轮椅上可能有些不够灵活,应该做成外骨骼胸甲,让患者意念一动,两只手就能一起干活,这样的话,跟真的手臂也没啥区别了。”
“除此之外,我觉得做一个全身外骨骼机甲也不错,只要把瘫痪的患者塞进去,就能操控机甲走路,干活,甚至拥抱自己的亲人。”
陈以清呵呵一笑,说道:“大力,你的理想很丰满,可是现实却很骨感。”
“我们现在的脑机接口是建立在视觉行为反馈之上的,也就是说,患者只能通过看这一种方式来接受信息的输入。”
“如果你看不到,就不知道反馈,也就不知道行动的结果会如何,更不知道怎样进行下一步。”
“打个比方,如果让你端起桌上的一杯水,普通人就算闭上眼睛,也能在桌子上摸来摸去,最后摸到那个杯子。”
“因为你的每一个指尖,你手上的每一寸肌肤,下面都遍布密密麻麻的压力感应器,你能够摸到凹凸不平或者光滑的桌面,也能够摸到上面的障碍物,然后摸出它的形状,将一切信息反馈回电脑,最后得出结论,哦,我在桌子上摸到了一个杯子。”
“不仅如此,你还能摸出杯子的形状和材质,还有它的重量。”
“你只要轻轻一摸,就知道这杯子是坚固的瓷器,还是容易变形的纸杯,甚至是可以随便摔的不锈钢杯子,你也能摸到杯壁上传来的温度,是温水,热水,还是冰水。”
“当所有这些信息汇总,你已经知道了杯子的所有相关信息,你会根据不同的情况采取不同的行动,如果是纸杯,你会小心翼翼,不会太用力。如果是热水,你会尝试使用把手,不会直接握持,而如果是凉水,你就直接端起杯身。”
“在你闭着眼睛端起杯子的一瞬间,你的手给你反馈了无数的信息,你的大脑就像一台超级计算机,根据受到的所有信息,给出了最好的端杯子方案。”
“但是,这一切都是建立在信息的反馈之上。”
“如果没有这些反馈,你的大脑就像瞎子一样,无法做出任何有效的决断。”
“想一想,如果你的手失去了触觉,只能通过视觉来反馈的样子。”
“你看着杯子,知道它是一个装满了水的纸杯,那么你肯定会小心翼翼,你会先试一下最小的力度,看看纸杯会不会变形,如果最小的力度也会变形,你可能会放弃端起它。”
“如果力度没问题,ok,你就用这个力度端起来,于此同时,你的眼睛死死盯着杯子,不敢有丝毫大意,生怕一个不稳,杯子里的水溢了出来。”
“整个过程中,你眼睛要盯着杯子,你的大脑不能分心,你只能专注在这一件事上。”
“一旦你的视线转移,看不到杯子,你就失去了对端杯子这件事情的掌控。”
“可能下一秒你的力度就变大,杯子被捏得变形,水洒了出来。”
“或者下一秒你的手碰到了别的东西,手安然无恙,但是杯子掉了下去。”
“这就是没有信息反馈的下场,你无法迅速反应,无法实时调整,无法掌控这件事。”
王大力不服气地反问道:“那如果我们给仿生手臂加上压力感应器,还有其他七七八八的感应器呢?”
陈以清微微一笑:“这是一个很好的问题。”
“不过,很可惜,我们的脑机接口,目前只能做到信息输出,而无法做到信息输入。”
“你别急,听我慢慢说,这跟脑机接口的方式有关,目前只有侵入式脑机接口才能做到对大脑的信息输入。”
“非侵入式脑机接口,包括我们所用的这种,都只能做到信息输出。”
“主要原因是大脑实在太复杂了,它控制运动和感知运动不是同一个地方。”
“大脑通过运动皮层来控制运动,但是感知运动的皮层却有好几个。”
“视觉反馈属于运动皮层的功能,而触觉反馈则属于感觉皮层的功能。”
“不仅如此,如果涉及到双手的协同合作,事情会变得更加复杂。”
“因为大脑对身体的一侧有专门的控制皮层,右侧大脑感觉皮层主要控制左边身体,左侧感觉皮层控制右边身体。”
“尽管我们可以从大脑的任一侧解码或控制一个肢体做出简单的动作,但对于需要双手同时协调运动的复杂任务,比如切割食物,就要使用大脑的两侧。”
“这样的话,对大脑的信息输入就变得更加困难了。”
“只有把对应的大脑感应皮层放进电极感应器,才能够把假肢传来的反馈,转变为电脉冲,发送给大脑神经组织,让大脑知道杯子摸起来是什么感觉。”
“这还仅仅是一个触觉反馈而已。”
“想想看,如果要对大脑输入嗅觉,听觉,视觉,等等信息,要对大脑做多少手术?植入多少微电极?”
“这样的改变,你觉得我们的患者能接受吗?你觉得医院能同意?”
这话一出,王大力直接沉默了。
半响,他才苦笑道:“那还不如改造猴子的大脑,给猴子打造一个3D虚拟猴山呢。”
“我终于明白为啥人猿星球这种事会发生在大猩猩身上了。”
陈以清挥了挥手,说道:“人类大脑就像一大坨牛奶冻,很容易植入微电极,但也容易受伤,你放进去一堆东西,脑组织损伤和感染就不可避免,这事谁也没办法担责。”
“所以,在材料技术没有突破之前,虚拟现实这事是不用指望了。”
“不过,你也不用灰心。”陈以清脸上露出一丝狡黠的微笑。
“虽然我们没办法直接对大脑疯狂输出,但我们可以通过间接的方式对大脑输入信息啊。”
“哎呀,陈主任,你这话能不能一次说个明白啊。”王大力忍不住抱怨起来。
“你这说话说半截的毛病哪来的,咱公司也不流行这风格啊。”
陈以清脸上笑容一僵,差点表情失控。
他平时给员工和儿女讲课太多,早已习惯了这种循循善诱,缓缓道来的说话方式,万万没想到,跟喜欢直来直往的王大力竟然有些不兼容。
连忙轻咳两声,直截了当地说道。
“大力,其实仿生手臂最大的用户群体还是残疾人士,这些患者身体其他部分都没问题,神经系统也没问题,只是缺胳膊少腿而已。”
“你说的没错,我们可以在假肢上加入大量压力传感器,将触觉反馈传达给病人的神经系统,从而对大脑进行信息输入。”
“这样一来,就能够重建大脑到假肢的神经反馈通路,通过神经电脉冲来完美控制假肢,达到以假乱真的效果。”
王大力顿时兴奋起来:“太好了,这才是能让我大展拳脚的项目嘛。”
闻人龙忍不住插嘴道:“所以脑机接口这个项目不做了?就这么直接放弃了?”
“老陈,万万没想到,你也是个一遇到困难就放弃的人,真是让人失望啊。”
换成别人说这种话,陈以清早就嘴角抽搐,虽然不至于拍桌子骂人,高低也要反击两句。
但是闻人龙说这种话,他早已习以为常,语气都没有任何变化,就像没有听到一样,微笑着解释道。
“阿龙,不是不做了,而是战略转移。”
“你也看到了,非侵入式脑机接口目前只能做到这一步。”
“我们的脑机项目有非常好的成果,产品也很成功,只是遇到了无法克服的困难,所以要先做一下支线任务。”
“等到条件成熟了,我们再继续做下去。”
“这就是科研,你永远想不到会遇到什么困难和问题。只有真的遇到了,才能做出应对。”
“不过你放心,我不会放弃这些瘫痪患者的,我还会继续神经领域的研究,争取早日找到更有效的办法,治疗他们的疾病。”
“起码目前来看,患者的生活已经大大改善,他们可以做康复训练,继续改善身体状况。”
闻人龙这才点了点头,不再多说。
王大力好奇道:“陈博,咱们为啥不做康复方面的外骨骼机器人呢?”
陈以清摇了摇头,回答得干脆利落:“我没兴趣,你要有兴趣可以自己做。”
“这……”王大力顿时噎住了。
他突然想起来,三清的主任们做项目,除了老板亲自交代下来的,其他的都是全凭兴趣。
有兴趣就做,没兴趣就不做,管它赚不赚钱,能赚多少钱,统统跟他们没关系。
主打一个洒脱不羁,靠着极强的内驱力去追梦。
当然,成本和效率还是要在乎的,这属于对自己负责,也是项目成功的一部分。
但是三清的大佬们都是有脾气的,也有自己的小坚持。
他们绝非名利场上的野狗,看到一块肥肉,就蜂拥而上,争相抢食。
老陈平时一副温和好男人做派,又有着世俗意义上的成功,每天按部就班的工作着,看起来过于靠谱。
这就很容易让人误会,忽略掉他内心深藏不露的那份执拗。
但骨子里,他跟闻人龙其实都是一种人。
有着自由灵魂的三清人。
王大力晒然一笑,想起自己也是洒脱不羁的三清人,顿时浑身舒坦了。
他嘿嘿嘿笑了起来:“陈博,看你说的,其实我也没啥兴趣,康复机器人哪有手术机器人和仿生假肢刺激,总不能我一个人把机器人市场都给包圆了吧。”
陈以清点点头,也没怎么在意,继续说道:“那机器人这块就靠你了。”
“初步的方案是建立一个双向的神经-机器接口功能,让患者通过自身的神经系统,建立从大脑到假肢的神经通路,不但能够驱动假肢做出真手的动作,还能将反馈信号沿着神经发送回大脑。”
“这样一来,他们在使用时做出的判断,决定,计算和调整,会跟一个没有截肢的人一样,他们使用这款假肢,就像使用自己失去的自然手一样。”
“通常来说,这类相关的大脑行为,在有和没有假肢的人之间,是非常不同的,我也可以同时进行大脑方面的研究,深入了解一下神经信号和大脑皮层的活动情况,也许会对非侵入式脑机接口的发展有所启发。”
“具体的计划是这样,首先我们要在假肢上加入大量感应器,包括压力感应器和动感感应器等,然后将感应器的反馈信息汇总,转换为神经电脉冲信号,这就需要一个神经-机器接口。”
“其次,做一个手术,将患者的上肢神经与神经-机器接口进行连接,这样假肢的行动和反馈就能通过神经系统,反馈回大脑,重建缺失肢体的运动神经系统和感知神经分布。”
“光听起来就非常复杂,所以需要整个团队的共同努力,希望大家能再接再厉。”
“啪啪啪!”王大力鼓起掌来:“听起来非常棒,我非常期待残疾人用上我亲手打造的假肢的那一天。”
“对了,我建议做完仿生手臂后,还要继续做仿生腿,陈博你看怎样?”
陈以清投去赞许的目光:“这都在计划之中,你放心大胆去做就行。”
闻人龙也表示了高度认可:“老陈,这项目让人兴奋,如果真的实现了,肯定能改变世界。能够加入这样的项目,我感到很荣幸。”
这话一出,顿时引来人人侧目。
大家齐刷刷转头,都用异样的眼神看着他,仿佛在揣摩他到底哪里不对劲。
闻人龙一瞪眼,怒道:“看什么看?其实我很正常好吧。”
“啊,对对对,你很正常。”
众人异口同声说道,心里都松了口气。
果然,还是熟悉的味道。
正常起来的闻人龙,让人索然无味。
还是不正常点好,作为生活的调剂,酸甜苦辣都得有,这才够味嘛。
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一间宽敞的会议室内,陈以清笑着面对项目组成员,侃侃而谈。
“单只手的测试很成功,脑机接口能够采集他的行动意图,转换为特定的神经模式,指导着假肢做出各种动作。”
“与此同时,我们的算法也在不断学习他的想法,进行优化。”
“在脑机接口上训练得越多,他的假肢运动能力越强,动作也越精细,这就像多加练习就能让你的乒乓球打得更好一样。”
“不过——”他话音一转,叹了口气道。
“这可能是我们对截瘫患者能够做到的极限了。”
王大力讶然道:“这就到极限了吗?我感觉还没到我的极限啊?”
他滔滔不绝地说道:“我们现在才刚做出一个仿生手臂,只是很简单的单手模式,我们完全可以继续做出两只仿生手臂,这样患者就能像常人一样使用两只手。”
“当然,我觉得如果两只手的话,都放在轮椅上可能有些不够灵活,应该做成外骨骼胸甲,让患者意念一动,两只手就能一起干活,这样的话,跟真的手臂也没啥区别了。”
“除此之外,我觉得做一个全身外骨骼机甲也不错,只要把瘫痪的患者塞进去,就能操控机甲走路,干活,甚至拥抱自己的亲人。”
陈以清呵呵一笑,说道:“大力,你的理想很丰满,可是现实却很骨感。”
“我们现在的脑机接口是建立在视觉行为反馈之上的,也就是说,患者只能通过看这一种方式来接受信息的输入。”
“如果你看不到,就不知道反馈,也就不知道行动的结果会如何,更不知道怎样进行下一步。”
“打个比方,如果让你端起桌上的一杯水,普通人就算闭上眼睛,也能在桌子上摸来摸去,最后摸到那个杯子。”
“因为你的每一个指尖,你手上的每一寸肌肤,下面都遍布密密麻麻的压力感应器,你能够摸到凹凸不平或者光滑的桌面,也能够摸到上面的障碍物,然后摸出它的形状,将一切信息反馈回电脑,最后得出结论,哦,我在桌子上摸到了一个杯子。”
“不仅如此,你还能摸出杯子的形状和材质,还有它的重量。”
“你只要轻轻一摸,就知道这杯子是坚固的瓷器,还是容易变形的纸杯,甚至是可以随便摔的不锈钢杯子,你也能摸到杯壁上传来的温度,是温水,热水,还是冰水。”
“当所有这些信息汇总,你已经知道了杯子的所有相关信息,你会根据不同的情况采取不同的行动,如果是纸杯,你会小心翼翼,不会太用力。如果是热水,你会尝试使用把手,不会直接握持,而如果是凉水,你就直接端起杯身。”
“在你闭着眼睛端起杯子的一瞬间,你的手给你反馈了无数的信息,你的大脑就像一台超级计算机,根据受到的所有信息,给出了最好的端杯子方案。”
“但是,这一切都是建立在信息的反馈之上。”
“如果没有这些反馈,你的大脑就像瞎子一样,无法做出任何有效的决断。”
“想一想,如果你的手失去了触觉,只能通过视觉来反馈的样子。”
“你看着杯子,知道它是一个装满了水的纸杯,那么你肯定会小心翼翼,你会先试一下最小的力度,看看纸杯会不会变形,如果最小的力度也会变形,你可能会放弃端起它。”
“如果力度没问题,ok,你就用这个力度端起来,于此同时,你的眼睛死死盯着杯子,不敢有丝毫大意,生怕一个不稳,杯子里的水溢了出来。”
“整个过程中,你眼睛要盯着杯子,你的大脑不能分心,你只能专注在这一件事上。”
“一旦你的视线转移,看不到杯子,你就失去了对端杯子这件事情的掌控。”
“可能下一秒你的力度就变大,杯子被捏得变形,水洒了出来。”
“或者下一秒你的手碰到了别的东西,手安然无恙,但是杯子掉了下去。”
“这就是没有信息反馈的下场,你无法迅速反应,无法实时调整,无法掌控这件事。”
王大力不服气地反问道:“那如果我们给仿生手臂加上压力感应器,还有其他七七八八的感应器呢?”
陈以清微微一笑:“这是一个很好的问题。”
“不过,很可惜,我们的脑机接口,目前只能做到信息输出,而无法做到信息输入。”
“你别急,听我慢慢说,这跟脑机接口的方式有关,目前只有侵入式脑机接口才能做到对大脑的信息输入。”
“非侵入式脑机接口,包括我们所用的这种,都只能做到信息输出。”
“主要原因是大脑实在太复杂了,它控制运动和感知运动不是同一个地方。”
“大脑通过运动皮层来控制运动,但是感知运动的皮层却有好几个。”
“视觉反馈属于运动皮层的功能,而触觉反馈则属于感觉皮层的功能。”
“不仅如此,如果涉及到双手的协同合作,事情会变得更加复杂。”
“因为大脑对身体的一侧有专门的控制皮层,右侧大脑感觉皮层主要控制左边身体,左侧感觉皮层控制右边身体。”
“尽管我们可以从大脑的任一侧解码或控制一个肢体做出简单的动作,但对于需要双手同时协调运动的复杂任务,比如切割食物,就要使用大脑的两侧。”
“这样的话,对大脑的信息输入就变得更加困难了。”
“只有把对应的大脑感应皮层放进电极感应器,才能够把假肢传来的反馈,转变为电脉冲,发送给大脑神经组织,让大脑知道杯子摸起来是什么感觉。”
“这还仅仅是一个触觉反馈而已。”
“想想看,如果要对大脑输入嗅觉,听觉,视觉,等等信息,要对大脑做多少手术?植入多少微电极?”
“这样的改变,你觉得我们的患者能接受吗?你觉得医院能同意?”
这话一出,王大力直接沉默了。
半响,他才苦笑道:“那还不如改造猴子的大脑,给猴子打造一个3D虚拟猴山呢。”
“我终于明白为啥人猿星球这种事会发生在大猩猩身上了。”
陈以清挥了挥手,说道:“人类大脑就像一大坨牛奶冻,很容易植入微电极,但也容易受伤,你放进去一堆东西,脑组织损伤和感染就不可避免,这事谁也没办法担责。”
“所以,在材料技术没有突破之前,虚拟现实这事是不用指望了。”
“不过,你也不用灰心。”陈以清脸上露出一丝狡黠的微笑。
“虽然我们没办法直接对大脑疯狂输出,但我们可以通过间接的方式对大脑输入信息啊。”
“哎呀,陈主任,你这话能不能一次说个明白啊。”王大力忍不住抱怨起来。
“你这说话说半截的毛病哪来的,咱公司也不流行这风格啊。”
陈以清脸上笑容一僵,差点表情失控。
他平时给员工和儿女讲课太多,早已习惯了这种循循善诱,缓缓道来的说话方式,万万没想到,跟喜欢直来直往的王大力竟然有些不兼容。
连忙轻咳两声,直截了当地说道。
“大力,其实仿生手臂最大的用户群体还是残疾人士,这些患者身体其他部分都没问题,神经系统也没问题,只是缺胳膊少腿而已。”
“你说的没错,我们可以在假肢上加入大量压力传感器,将触觉反馈传达给病人的神经系统,从而对大脑进行信息输入。”
“这样一来,就能够重建大脑到假肢的神经反馈通路,通过神经电脉冲来完美控制假肢,达到以假乱真的效果。”
王大力顿时兴奋起来:“太好了,这才是能让我大展拳脚的项目嘛。”
闻人龙忍不住插嘴道:“所以脑机接口这个项目不做了?就这么直接放弃了?”
“老陈,万万没想到,你也是个一遇到困难就放弃的人,真是让人失望啊。”
换成别人说这种话,陈以清早就嘴角抽搐,虽然不至于拍桌子骂人,高低也要反击两句。
但是闻人龙说这种话,他早已习以为常,语气都没有任何变化,就像没有听到一样,微笑着解释道。
“阿龙,不是不做了,而是战略转移。”
“你也看到了,非侵入式脑机接口目前只能做到这一步。”
“我们的脑机项目有非常好的成果,产品也很成功,只是遇到了无法克服的困难,所以要先做一下支线任务。”
“等到条件成熟了,我们再继续做下去。”
“这就是科研,你永远想不到会遇到什么困难和问题。只有真的遇到了,才能做出应对。”
“不过你放心,我不会放弃这些瘫痪患者的,我还会继续神经领域的研究,争取早日找到更有效的办法,治疗他们的疾病。”
“起码目前来看,患者的生活已经大大改善,他们可以做康复训练,继续改善身体状况。”
闻人龙这才点了点头,不再多说。
王大力好奇道:“陈博,咱们为啥不做康复方面的外骨骼机器人呢?”
陈以清摇了摇头,回答得干脆利落:“我没兴趣,你要有兴趣可以自己做。”
“这……”王大力顿时噎住了。
他突然想起来,三清的主任们做项目,除了老板亲自交代下来的,其他的都是全凭兴趣。
有兴趣就做,没兴趣就不做,管它赚不赚钱,能赚多少钱,统统跟他们没关系。
主打一个洒脱不羁,靠着极强的内驱力去追梦。
当然,成本和效率还是要在乎的,这属于对自己负责,也是项目成功的一部分。
但是三清的大佬们都是有脾气的,也有自己的小坚持。
他们绝非名利场上的野狗,看到一块肥肉,就蜂拥而上,争相抢食。
老陈平时一副温和好男人做派,又有着世俗意义上的成功,每天按部就班的工作着,看起来过于靠谱。
这就很容易让人误会,忽略掉他内心深藏不露的那份执拗。
但骨子里,他跟闻人龙其实都是一种人。
有着自由灵魂的三清人。
王大力晒然一笑,想起自己也是洒脱不羁的三清人,顿时浑身舒坦了。
他嘿嘿嘿笑了起来:“陈博,看你说的,其实我也没啥兴趣,康复机器人哪有手术机器人和仿生假肢刺激,总不能我一个人把机器人市场都给包圆了吧。”
陈以清点点头,也没怎么在意,继续说道:“那机器人这块就靠你了。”
“初步的方案是建立一个双向的神经-机器接口功能,让患者通过自身的神经系统,建立从大脑到假肢的神经通路,不但能够驱动假肢做出真手的动作,还能将反馈信号沿着神经发送回大脑。”
“这样一来,他们在使用时做出的判断,决定,计算和调整,会跟一个没有截肢的人一样,他们使用这款假肢,就像使用自己失去的自然手一样。”
“通常来说,这类相关的大脑行为,在有和没有假肢的人之间,是非常不同的,我也可以同时进行大脑方面的研究,深入了解一下神经信号和大脑皮层的活动情况,也许会对非侵入式脑机接口的发展有所启发。”
“具体的计划是这样,首先我们要在假肢上加入大量感应器,包括压力感应器和动感感应器等,然后将感应器的反馈信息汇总,转换为神经电脉冲信号,这就需要一个神经-机器接口。”
“其次,做一个手术,将患者的上肢神经与神经-机器接口进行连接,这样假肢的行动和反馈就能通过神经系统,反馈回大脑,重建缺失肢体的运动神经系统和感知神经分布。”
“光听起来就非常复杂,所以需要整个团队的共同努力,希望大家能再接再厉。”
“啪啪啪!”王大力鼓起掌来:“听起来非常棒,我非常期待残疾人用上我亲手打造的假肢的那一天。”
“对了,我建议做完仿生手臂后,还要继续做仿生腿,陈博你看怎样?”
陈以清投去赞许的目光:“这都在计划之中,你放心大胆去做就行。”
闻人龙也表示了高度认可:“老陈,这项目让人兴奋,如果真的实现了,肯定能改变世界。能够加入这样的项目,我感到很荣幸。”
这话一出,顿时引来人人侧目。
大家齐刷刷转头,都用异样的眼神看着他,仿佛在揣摩他到底哪里不对劲。
闻人龙一瞪眼,怒道:“看什么看?其实我很正常好吧。”
“啊,对对对,你很正常。”
众人异口同声说道,心里都松了口气。
果然,还是熟悉的味道。
正常起来的闻人龙,让人索然无味。
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