教育装备采购网讯：据浙江在线近日消息，浙江大学求是高等研究院在紫金港校区实验室展示最新的“脑—机”接口技术研究成果。主角是一只名叫“建辉”的猴子(约5岁，相当于人的20岁左右)。它戴一顶花帽子，头上有几根电线拖出来，连在实验室的电脑上。在工作人员指挥下，“建辉”做出了抓、勾、握、捏四种不同的手部动作。在不远处，一只制作精密的机械手在“建辉”做出相应动作后，马上做出相同的抓、勾、握、捏的动作。机械手可以拿住本子、杯子、水瓶等物体。
浙江大学“脑—机”接口技术研究团队郑筱祥教授说，有了这项技术，多年以后，也许阿凡达里的场景会成真。而残疾或瘫痪的人，也能通过“脑—机”接口技术重新获得运动或照顾自己的能力。
猴子是如何控制机械手的?
郑筱祥教授说，大脑内充满了神经元和液体，上千亿个神经元之间通过发出微小的电脉冲(也可称为脑电波)相互交流，控制生物的各种运动，大到行走跑步，小到抬抬眉毛。不过一直以来，这些脑电波就像“天书”一样难懂。
上世纪90年代，计算机技术迅速发展，人类对脑电波的研究有突破。“脑—机”接口技术迅速成为全球最热门研究领域之一。它主要研究在大脑和外部设备(例如假肢)之间建立一条传输脑电波的通道，这样人即使神经通路损坏，大脑信号也能通过外部设备达到身体各处，控制运动，不会瘫痪。
“脑—机”接口技术研究，浙大已经进行了5年。
前期是在大鼠上做实验。浙大提供了一份以前的视频资料：工作人员在大鼠的脑中植入了控制左右转弯的芯片，这样就“制成”了一个大鼠机器人。在大鼠前进过程中，工作人员通过大鼠脑中的接收装置给它发指令，让它灵巧地左转或右转，绕过竖着的瓶子。最后在工作人员指令下，停在指定区域内。
“建辉”这个项目，浙大做了很长时间准备。动物实验中心研究人员花半年时间训练猴子，让猴子能根据提示做出抓、勾、握、捏四种动作。
另外还要给猴子动手术，由浙大医学院附属第二医院神经外科的朱君明副教授主刀，在“建辉”的大脑负责运动的皮层中植入两个芯片，与大脑中的200多个神经元相连。
两个芯片通过电缆连接电脑。猴子在运动时，脑电波会有相应活动，计算机实时记录下它一举一动所发出的脑电波信号。在实验室电脑屏幕上，可以看到脑电波信号呈现出高低和频率不同的波浪图。研究人员对信号进行实时分析解读，最终掌握了“建辉”抓、勾、握、捏四种不同动作时脑电波的特征和规律等信息。
这些基础工作准备好后，“建辉”大脑中的脑电波传到机械手上时，电脑控制的机械手就能依据之前收集的信息，根据猴子指令做出相应动作。
“脑—机”接口技术可用到医疗上
浙大研究团队的老师说，“脑—机”接口技术，将来能为残疾人康复提供帮助，恢复这些人的运动功能和感觉。假如一个人因车祸腰椎受伤，大脑的信号不能传送到下肢，人就不会走路了。“脑—机”接口技术让这个人不需要通过脊髓神经传递大脑信号，恢复下肢运动功能。
比如一个人因工伤失去了一只手，专家可以给这个人装上一只精密的机械手，机械手直接由人的大脑直接控制，能像正常的人的手一样使用，甚至可以更厉害，可更强壮或更灵巧。远比现有的义肢好。
再如一个人不幸失去了一只眼睛，科学家可以给这位患者装上一个机器眼珠，这个眼珠看到的影像通过“脑—机”接口技术直接传到大脑中，义眼也可以和真眼一样了。
但是，要实现这些还有很长的过程。
浙江大学求是高等研究院陈卫东副教授说，不仅是医疗领域，未来的人工智能技术、航空航天和国家安全领域，都用得上“脑—机”接口技术。这一技术能让人或生物和机器结合起来，实现更强大的功能;也能让我们对自己的大脑有更多了解。因为有巨大发展前景，现在各国科学家都在研究。
浙江大学求是高等研究院成立于2006年10月，是浙江大学设立的独立科研机构。研究院是一个多学科交叉平台，计算机科学、生物医学、材料科学、临床医学等专业的研究人员共同合作，主要研究领域有“脑—机”接口，动物机器人，康复工程与无障碍技术。目前研究院与国外“脑—机”接口领域最顶尖的学校和科研机构建立了良好学术联系。
郑筱祥教授说，“建辉”这个项目是浙大很多研究人员共同努力的结果。浙大这项成果达到了国际“脑—机”接口领域的最前沿水平，国内目前还没有学校实现这一技术。
“我们研究团队的成员很多是年轻人”。郑老师风趣地说，“除了我老一点，团队里很多人不超过35岁。这些研究人员有的是浙大自己培养的，有的是从国外引进的人才”。
郑教授介绍，全球“脑—机”接口技术研究是一步步来的，先是在老鼠身上做实验。具有里程碑意义的是2006年美国的布朗大学Donoghue教授的研究成果。他在人脑中植入了芯片，这样人脑可直接控制电脑的光标，再通过这台电脑控制别的设备。2006年，这位教授曾到浙大来做学术交流。
美国的技术一直在发展。2008年，美国匹兹堡大学科学家宣布实现让猴子用意念(脑电波)控制机械手臂的运动。2011年10月，美国杜克大学宣布他们不仅能让猴子用意念控制虚拟的手掌，还能感受虚拟手掌触摸物体时的触觉。具体做法是用计算机做出虚拟的手和粗糙程度不一的物体，虚拟手在抚摸物体时，猴子的大脑能感受到物体的粗糙程度。
郑老师说，浙大研究成果的特别之处在于捕捉到的是更加精细的手指的信号，复杂性和精密性要求比美国的手臂移动要高。“建辉”控制的机械手，是世界上最精密的机械手之一，由意大利圣安娜高等研究大学Carrozza教授的实验室制成。
