科幻電影、小說中有許多意念移物、隔空取物的鏡頭,這些日常被認為憑空想象無法實現的畫面,利用腦機接口技術可將這些離奇場景,變為現實。腦機接口是在大腦與外部設備之間建立的一種直接的交流通道,通過分析腦電波,并將其翻譯成控制命令,來實現對外部機器設備的控制。
腦機接口是神經科學和信息處理技術學科交叉的一項創新技術,李遠清教授帶領的腦機接口與腦信息處理中心團隊在處理和解讀神經信號方面已經有了八年多的研究,并取得了頗為顯著成效。
興趣是前行的動力
在腦機接口團隊所在的實驗室,當實驗者戴上一頂特制的電極帽,經過一段時間訓練,就可以通過大腦想象自己的肢體活動來控制輪椅運動,坐著的輪椅會隨著他的意念向左轉或右轉、加速或減速。不同的想象運動,會在頭部不同區域發出特定的腦電波,經電極帽采集后,就可輸入計算機轉化為指令。
腦機接口與腦信息處理中心成立于2007年,研究團隊目前有教師8名,博士生和碩士生40余名。在他們身上,充溢著務實、求真、充滿責任感的現實情懷,也張揚著激情、自由、活力、創新的浪漫理想。團隊成員本著對腦機接口這一前沿技術的莫大興趣,積極主動鉆研,熱忱投入。眼前這300多平米的實驗室,承載了他們太多的記憶。八載時光流轉,八載日夜兼程,攻關進程中的舉步維艱,實驗取得進展的成功跨越,如今回想起來,仍歷歷在目。
作為團隊靈魂人物的李遠清,是教育部長江學者特聘教授, 國家杰出青年基金獲得者, 在相關領域取得了很多創新性的成果,他先后發表論文100余篇,獲得了國家自然科學基金重點項目、科技部863課題、廣東省自然科學基金團隊項目等多個項目,獲得多項國家級和省級科技獎勵,并于2009年入選新世紀百千萬人才工程國家級人選。
用意念操控電腦
李遠清尤為注重挖掘成員的潛質,加強訓練與指導,打造一支充滿創造力、滿懷熱情的、水平與國際接軌的科研隊伍。經過多年的發展,一些初出茅廬的學生以及年輕的教師,在團隊中都能得到長足的進步和發展,有的已成長為相關領域科研的中堅力量。李遠清認為:年輕人就應該趁著大好時光,爭分奪秒地投入到摯愛的科研工作中。博士生張瑞說:李老師還擔著學院院長的工作,行政事務非常忙碌,但科研工作絲毫不放松,每天第一個到實驗室。圍繞一個科研問題同我們進行反復深入地討論,逐字逐句地指導我們修改論文,跟著李老師做研究,讓我懂得了什么是做純粹的科研。就是在對問題和研究不斷進行深度加工的過程,也使得大家對知識的理解把握得更透徹,研究顯得更有力道,整個團隊在某一領域就具備了話語權,可以帶動一系列相關工作的開展。
俞祝良是團隊核心成員之一,他在新加坡南洋理工大學從事信號處理方面的研究時,一個偶然的機會,結識了李遠清,兩人便成為志同道合、并肩奮斗的戰友。待李遠清回國開展科研工作,俞祝良也毅然回國,一同加入團隊的還有俞祝良的夫人顧正暉。顧正暉英文功底深厚,對于團隊學術論文的英文寫作發揮著重要的作用。他們夫妻二人在同一領域進行科學研究,不僅更容易相互理解,往往在研究思路上也可以給對方重要提點。對團隊而言,當工作和生活交相輝映,也是一件非常有趣而浪漫的事情。
用眾人之力,則無不勝也。
心理學家榮格有一個公式:I+We=Fully I。這個公式想要表達的是:一個人只有融入到集體和團隊中,才有可能充分實現個人價值。腦機接口的研究,靠一個人單槍匹馬不可能取得重大進展,需要大家齊心協力、全力以赴,每個人各司其職,為同伴創造機會,同時也在此過程中實現個人價值。
團隊正在開展研究
在這個大家庭中,有的負責實驗操作方案的規劃和設計,有的負責編程序,有的研究具體的算法,有的負責數據分析。每個人的知識結構、工作能力不同,對同一問題的認識也難免出現一定的偏差和分歧。他們注重充分發揮團隊的協作能力,憑借集體的智慧和力量,協同激發活力攻克難題。有了團隊共同的理想和信念支撐,我不覺得科研過程很艱辛。我們鼓勵學科交叉、協同合作,鼓勵學術批判精神,注重建設研究平臺,共同營造積極進取、昂揚向上的科研氛圍。李遠清顯得非常有信心。正是良好的協作創新,使腦機接口技術從無到有,從理論研究一步步向現實應用邁進。這也是李遠清作為團隊核心人物的魅力,他將這個小小的集體打造得充滿凝聚力和戰斗力。
教師余天佑是留校的博士生,他坦言:我能真切感受到自己這種團隊合作的氛圍中不斷成長。即將博士畢業的齊菲菲說:和余老師在一起,仍像和師兄待在一起的感覺,無論是寫論文還是做實驗,很多問題我們都可以共同探討。俞祝良教授是通過提問題的方式,來促進共同攻堅課題,推進項目的進度。他常常丟給學生一個在研究過程中遇到的較為深奧的問題。學生帶著問題去翻閱各種文獻,去開展研究,會不斷挖掘,有目標地對資料數據進行分析、對比和思考,吃深吃透相關領域的內容。
對于腦機接口與腦信息處理中心團隊而言,仿若世間的一切美好都濃縮進了這一方實驗室,做實驗、寫論文的過程涌動著無窮的趣味、拓展了廣闊的空間。常常是夜闌人靜之時,實驗室燈光依舊,映襯著他們忙碌的身影,這里是夢想啟程的小屋,團隊中的每一個人是實現夢想旅程中的最佳搭檔。
讓高科技服務于殘疾人生活
每個人都想擁有超能力,沒有人愿意身體不健全,但當命運的殘酷不可避免時,再大的苦痛也只有全力承受。幸好殘疾人還有科學這雙翅膀,可以實現帶著夢想飛翔的愿望。
腦機接口技術結合了神經科學、微電子和計算機信息處理等領域的最新成果,可以幫助那些肢體殘疾、中風,以及神經肌肉功能障礙的病人,建立一個大腦與外界世界交互的新途徑。這項技術不僅對于科學研究本身有重大意義,從長遠的發展來看,必將給許許多多需要幫助的殘疾人帶來福音。有資料顯示:全世界約有2000多萬全身癱瘓病人,其中包括腦癱腦萎縮患者、脊髓損傷高位截癱患者、意識障礙患者、漸凍人癥患者等。不久前,由于冰桶挑戰,漸凍人被社會各界廣泛關注。腦機接口技術的進一步發展,將在一定程度上緩解漸凍人患者因自身活動受限所帶來的困擾,在康復醫學、軍事、智能化等多個領域都有廣闊的發展前景。談到項目的前景,教師余天佑充滿信心。他認為:腦機接口技術的不斷發展,可以實現讓殘疾人在輪椅上與外界交流、瀏覽網絡、控制電視等,豐富他們的生活。
目前,團隊正在和廣東省人民醫院合作,利用功能核磁共振成像手段進行人腦信息處理機制的探索,與廣州軍區廣州總醫院、四川成都八一康復醫院等合作,研究如何利用腦機接口技術輔助診斷、幫助殘疾人提高生活質量或加速康復。這些研究正在緊鑼密鼓地開展中,并取得了一定的進展。李遠清說:這項技術一旦研究成熟,投入到實際應用中,會產生無法估量的社會效益。不需要由肌肉支撐完成肢體動作,也不用接觸外界的設備,只要借助儀器從人腦中獲取命令,來控制外部設備。在腦機接口技術的幫助下,殘疾人可以實現對外交流,這可以讓他們的平常日子過得更有質量。
當然,大腦以及思維意識活動是極為細密而繁雜,研究中心目前的工作雖然取得了不少進展,也只是萬里長征的一小步。腦機接口的廣泛應用,注定還有漫長的路要走,這必將是一次持久而艱苦的科學征途,對于每一個團隊成員而言,顯得任重而道遠。
他們期待著:有那么一天,當我們漫步在綠草如茵的操場,可以看到殘疾人在快樂地踢球。在電腦上,可以讓殘疾人忘掉疾病的痛苦,開心地用意念操控對象,我們期待著這一天的早日到來。
更多精彩資訊請關注查字典資訊網,我們將持續為您更新最新資訊!