DARPA研发脑机交互头盔,意念操控无人机无需植入电极

新智元原创2019-06-08深度报道
DARPA的下一代非神经神经技术方案曾经为六个小组提供资金,这些小组试图树立与植入电极的功能相婚配但不停止任何手术的脑机接口。经过复杂地戴上头盔或头戴式耳机,兵士可以

&&DARPA的下一代非神经神经技术(N 3)方案曾经为六个小组提供资金,这些小组试图树立与植入电极的功能相婚配但不停止任何手术的脑机接口。经过复杂地戴上头盔或头戴式耳机,兵士可以想象在没有触摸键盘的状况下命令控制中心; 用思想直观地飞行无人机; 甚至觉得入侵平安的网络。虽然技术听起来很具有将来感,但DARPA希望在四年内完成。

&&神盾局确有其局。而且理想版的神盾局,比电影里更疯狂,它就是美国防初级研讨方案局(DARPA)。

&&著名科幻小说星球大战里的绝地武士,依托原力可以经过认识来操控物体。而DARPA要做的事情,不只仅是经过认识操控武器配备,还能够推翻现有的认知、教育方式。

&&而完成这一切不需求任何植入操作,只靠一个头盔,一台电脑。人类的大脑经过头盔内的无线神经接口,从小处说可以操控无人侦查机;从大处说可以随时载入丛林作战、沙漠作战、巷战等各种战术零碎,人人都是超能突击队!

&&一个头盔即可完成脑机通讯

&&2018年3月16日,DARPA生物技术办公室发布了一个极具脑洞的项目,称为“下一代非侵入性神经技术”(Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology,简称N3)。

&&这是一个高分辨率的便携式神经接口,经过在人脑的多个地位同时读取和写入数据,不运用任何植入,完成大脑和电脑零碎之间的高维通讯,完成更初级的人机交互。

&&目前神经迷信与脑机接口是DARPA研讨的重点范畴,也是近年停顿最快的范畴之一。该范畴掩盖了觉得知觉、运动神经、外周神经、中枢神经等不同接口技术,旨在加强兵士的认知和决策等才能,大幅提升脑机交互和脑控技术。

&&同年7月,DARPA发布跨部门公告(BAA),开端向工业部门征求建议书,估计在往年年终授出合同。五角大楼给这个项目制定的预算,在2018、2019两年总共2703.5万美元,将近2亿人民币。

&&以务虚著称的军队当然不会凭空造一个想法出来。N3可以完成的前提,源自现阶段脑机接口范畴的侵入性神经技术现阶段的开展,可以准确、高效地衔接到特定的神经元或神经元组,已被使用于脑损伤等疾病患者,只是还不适于安康人群。

&&该技术目前的也存在瓶颈,次要是脑电图、经颅直流电安慰等非侵入性神经技术,还远达不到实践所需的准确度、信号分辨率和便携性要求。

&&DARPA生物技术办公室评价了生物医学工程、神经迷信、分解生物学和纳米技术等范畴的最新停顿,以为完成高分辨率的下一代非侵入性神经接口技术是十分有希望的,于是N3降生了。

&&N3要求无需手术就可以完成高分辨率、高精度、低延迟、同时对多地位人脑信号读写。用手操纵无人机?不需求的;喊Fire后按下开战按钮?不需求的。想法到位了,操作自然就到位了。

&&技术原理

&&DARPA生物技术办公室项目主管Al Emondi表示,想象的N3技术具有50ms内在16立方毫米体积的神经组织内读取和写入16个独立通道的准确度。

&&每个通道可以与大脑的亚毫米区域特异性地互相作用,具有可与现有侵入性办法相媲美的空间和工夫特异性。可以组合各个设备,以提供同时衔接到大脑中多个点的才能。

&&为了完成将来的非侵入性脑机接口,N3研讨人员正努力于开发处理方案,处理诸如信号穿过皮肤,颅骨和脑组织时的散射和弱化等成绩,以及设计解码算法并编码由其他模态(如光,声或电磁能)表示的神经信号。

&&N3的原理相似目前的微电极技术,是集成神经记载(读出)和神经安慰(写入)的双向接口技术。

&&该技术专注于两种办法:无创和精创神经接口。无创神经接口经过内部安慰器和传感器完成机器与脑神经的直接通讯;精创神经接口将纳米传感器准确导入特定脑神经地位,与内部传感器和安慰器互相作用,完成机器与该地位脑神经的直接通讯。

&&无创神经接口包括集成到身体内部设备中的传感器和安慰器子组件。精创神经接口包括读取和写入大脑外部的纳米传感器,以及外部纳米传感器互相作用的内部子组件集成设备。

&&N3接口还包括一个计算与处置单元,提供与义务相关的神经信号实时解码/编码。

&&但是以上两种技术,都需求克制非侵入性神经接口的信号散射、衰减和信噪比等成绩。

&&N3采用一些功能目标来断定设备的无效性,这些度量规范有:准确度、通道数量、设备大小、感官信号、多焦点才能以及认知目标。其中次要思索准确度、通道数量、感官信号以及多焦点才能。

&&N3采用groud truth的信号记载办法来比拟神经信号读取的准确度。通道数量是在一定脑容量内的单个神经元读取或写入的通道个数。

&&N3需求记载和解释感官信号的办法,感官信号包括看、摸、听、尝、说或闻等。N3需求多个双向安装,围绕受试者头部,完成不同脑区的交互神经记载和安慰。

&&价值2年/2亿元的瓶颈

&&从需求下去看,美军的N3项目需求应用兵士的超脑和脑控才能(浅显来讲就是绝地武士拥有的“原力”)完成兵士与机器的无线脑机交互、与人工智能、半自动或许全自动武器配备交相互结合。

&&这个时分,兵士的头脑就相当于一个生物CPU,可以更疾速的完成决策和认知,以及经过一年来控制武器配备,例如无人机等。

&&但是目前有3大瓶颈障碍了这项技术的完成。

&&从技术下去看,首先是信号散射、衰减和信噪比成绩;其次是在实战使用中面临的成绩,如克制各种防护配备的信号屏蔽,以及配备了N3设备的兵士容易遭到信号搅扰、屏蔽的影响。

&&从人体生理和心思下去看,兵士的认知负荷、包括人机之间的决策的比重,都是需求仔细思索的成绩。假如写入兵士脑中的数据过多,很能够招致其呈现肉体或神经性疾病。

&&从伦理和平安性下去看,这种读写方式和电脑之间上传下载十分类似。假如真能完成,完全可以以为它推翻了人类的学习才能,以及教学方式,真正的“填鸭式”。

&&军人做事一向闻风而动,虽然面临种种不确定性,DARPA方案4年工夫,就可以人机交互、操控无人机、自动网络进攻零碎或其他仪表化的国防部零碎中表现该技术。

&&或许4年后,我们就能看到头盔能量发作器了。

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