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Instagram刷粉絲, Ins買粉絲自助下單平台, Ins買贊網站可微信支付寶付款2024-05-28 00:48:18【】6人已围观
简介腦機接口主要分為植入式和非植入式兩大類。區別在與植入式的更精確,植入式電極相比于頭皮貼片而言精確度高的多,可以編碼更復雜的命令(比如三維運動)。非植入式的更安全,所以接受程度高很多,如果面向健康人類開
腦機接口主要分為植入式和非植入式兩大類。區別在與植入式的更精確,植入式電極相比于頭皮貼片而言精確度高的多,可以編碼更復雜的命令(比如三維運動)。非植入式的更安全,所以接受程度高很多,如果面向健康人類開發產品,這可能是唯一選擇。非植入式腦機接口中比較有意思的一項技術是用腦電信號打字。(買粉絲://買粉絲.ncbi.nlm.nih.買粉絲/pubmed/24480171)沒有市場化的原因很簡單,13年的研究表明用腦電打字的平均速度是每個單詞1.91分鐘(沒錯,是分鐘,我沒有用錯單位)。可能應用在中文上會好一些,畢竟漢字筆畫相對于英文字母而言少很多。
植入式腦機接口中,各個腦區里研究比較多的有運動皮層,感覺皮層和視覺皮層。
運動皮層的研究結果相當多。植入式腦機接口在好幾年前已經可以做到(以可接受的精確度)控制機械手的三維運動,手腕方向,手指握力。之所以進展很快的原因有很多,比較明顯的是以下兩點。第一,神經元對運動的編碼相對簡單,或者說,編碼本身可能很復雜,但是我們可以用線性近似來獲得足夠好的結果,所以降低了研究員的智商閾值,畢竟不需要太高深的數學了嘛(笑)。更重要的一點是,運動有直接對應的可量化的輸出(速度,位置等),所以我們能直接那這個輸出與神經信號做對比,來確定二者的對應關系。反例是感覺皮層,我們只能研究神經元本身的發放變化,猴子本身是不會告訴我們它自己的感覺如何的,所以對應起來就很麻煩。所以通常情況下我們假設如果外部刺激一致,感覺就是一致的,這也是上文我的學長搞的黑科技時用到的假設。
視覺皮層的研究也很熱門。但最廣為人知應該是其相關產物(感謝評論的指正,副產物這個詞確實不合適):卷積神經網絡(Convolutional Neural Network,CNN),畢竟經過Alpha Go的大新聞,東亞地區對這個名詞有很高的認知度。我不是該領域的專家,只是跟Tai sing Lee(Dr.. Tai Sing Lee's Homepage)上過一年的課,所以只是有模糊的認識。只能說一個讓我印象深刻的個例。有一天Taising很興奮地跟我們說他開會發現了一個大新聞,給我們看了一段視頻,內容是醫生用微弱電流直接刺激病人的視覺皮層(據Harold Yue提醒,是面部識別區)。沒錯,我們當時都驚詫了,沒想到真的有人愿意這么干。
視頻內容:醫生一邊調電流一邊問病人:“你感覺怎么樣,看到的東西有沒有什么不一樣了?”病人沒有什么明顯不適,很清楚的說:“感覺你有了一點變化,好像不是Dr.某某了,感覺領帶歪了一點還是怎么樣,說不上來,(以下是我感覺最科幻的部分),like The Terminator。”
至于困擾腦機接口研究小組的問題。由于是一個交叉學科,很多單一學科的進展都是令我們期待的,比如更精確的電極,更明晰的神經科學認識,更強大的機器學習算法,更生物友好的材料等等。其中一個跟科學不那么有關的在于:愿意參與植入性實驗的human subjects(求問這個詞應該怎么翻譯才能不被人罵)太少。所以,假如生活欺騙了你,先別著急自我毀滅,請考慮一下獻身科學的可能性(笑)。
第三部分:相關問題
Q:想以后涉及腦機接口,需要哪方面的知識?
A:既然本身是一個交叉學科,那么需要的能力也是來自于各個方面,學生的背景材料學,醫學,生物學,計算機,電氣工程,物理等等都有。比較明顯的區分在于實驗室中既有MD+Ph.D,還有我這種純粹的Ph.D。
前者負責大部分動物實驗以及各種我搞不定的部分,這部分要求的技能我并不清楚,很難給出有效建議;后者(我)負責數據處理模型設計等,這部分要求的核心內容就是:你的機器學習理論水平,以及把你的機器學習算法實現出來的能力。前者在本科階段最好的鍛煉方式之一就是參加數學建模競賽(當然這跟我本人的經歷有關,我上大學時浙大還沒有機器學習這門課)。后者基本上就是買粉絲ding的能力,建議如果是初學者,從matlab入手是一個很好的選擇,但是膽子大了之后一定要去試一試其他語言,比如python。畢竟所謂腦機接口,“腦”的部分,即如何把神經沖動翻譯成有價值的命令,多數是用matlab完成的,但是“機”的部分,即如何用這些命令控制機械,這里要用到的語言就五花八門了,沒必要之前就一一掌握,但是要不害怕去學。多說一句,如果是在國內讀的本科,很有可能因為國內工科一開始就要學C并且C的教材過于反智等原因,從而對整個買粉絲ding產生反感。解決方式如前所述,請從matlab入手,并牢記《銀河系漫游指南》封面上大而友善的四個字“不要恐慌”。
Q:腦機接口能不能提高智商?
A:有可能,但是只有少數文章證明,還不具備很強的說服力,在去年有一篇review中也提到這種提高在統計意義上不顯著。所以現在的觀點是:為了少量提高智商,而在頭上開個洞埋上電極并不是那么有必要。還有一點是對于智商本身的檢驗方法也存在很多爭論,現在能被少數文章證明的只是可以提高短時記憶力(因為這個最容易測量)。
Q:快來拿我做實驗吧怎么樣都行
A:請吃頓好的,然后私信聯系。這是玩笑,實驗的安全性是可以保證的,畢竟現在植入式的人類實驗也已經開展了好幾年,雖然多數是在癱瘓病人身上,控制的效果如前所述,用機械手完成簡單的移動,抓握動作完全沒有問題,但是太精細的的動作做不到,比如用機械手指剝香蕉撕包裝袋之類的。并不是說我們不能解碼復雜動作,而是這種動作本身對于只有視覺反饋的人而言太困難,可以想象一下如果人沒有觸覺,僅憑視覺去剝香蕉擰開飲料瓶是有多難。市場化的主要障礙主要是是機械手的價格過于貴,無法被醫保覆蓋。這是我導師的觀點,畢竟實驗室的機械手是從NASA批發的,五十萬美元一個,對于普通病人確實過于貴(我還很榮幸的把它弄壞并重新修復過一次)。
Q:弄壞了50萬美元的儀器是一種什么體驗?
A:這個問題跟腦機接口本身的相關性比較弱,但也是研究過程中比較有意思的回憶。先說結論:感覺好棒好棒的,現在已經有信心去弄壞百萬美元級別的儀器了。具體過程是這樣的。某日,我正在用ROS(Robot Operating System)調式機械手。忽然砰地一聲脆響,好像飛出了什么東西,機械手彎到了一個非常詭異的角度,停住不動。比較幸運的是當時猴子并沒有在現場做實驗,否則機械手的慘狀可能會對大圣造成不可磨滅的心理陰影。我把機械手復位之后發現有半截鋼纜(cable)松脫并暴露在外(沒錯,飛出的是另外半截鋼纜)。
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