近期,日本国际先进电信研究所的两位研究员Nichio和Penaloza开发了一种用脑机接口来操控机械手臂并完成多任务处理的设备,打破了人类“一心不可二用”的局限性,并有望挖掘并提高人类潜在的能力。人们总是在万分忙碌的时候抱怨:“要是我有三头六臂就好了。”且不说三头、六臂这么多,单单凭空给你多添一只手,你确定能控制得了它吗?
近期,来自日本国际先进电信研究所(ATR)的两位研究员Nichio和Penaloza研制出了一种设备,能够让(身体健全的)用户在双手都处于工作的状态下,使用脑电波向机械手臂发出信号,使其同时完成另一个任务。这项多任务处理实验的完成,打破了人类“一心不可二用”的局限性。正如Nichio所说:“多任务处理能够反映一个人转换注意力的能力。
如果我们能让人们通过脑机接口来完成多任务处理,那么我们或许可以挖掘并提高人类潜在的能力。”人类在执行某种物理行为时,大脑特定区域会产生特殊的脑电波,而不同的行为产生的脑电波也是有差异的。Nichio和Penaloza就是抓住了这点,通过开发算法来读取不同行为的脑电波,从而完成了这一壮举。在实验中,使用EEG信号来捕捉大脑活动(此处使用九个电极)。
同时在实验者旁边设置一个机械手臂,让他们觉得这个机械手是从他们的肩膀“长”出来的。这个手臂会根据脑电波信号的频率,随着预先设定的轨迹进行移动。为了测试这个系统,Nishio和Penaloza招募了15名(身体健全的)志愿者,让他们完成多个任务的同时读取他们大脑的活动信号。每个参与者都戴着电极帽,坐在椅子上,用双手去控制板子,并让上面的小球保持平衡,不让其掉落。
接下来,让他们坐在同一张椅子上,这一次,除了电极帽外,还将机械手也加了进来。让志愿者想象机械臂能替自己够到附近的水瓶,并将这个脑电波信号记录下来。最后,要求志愿者同时完成上述两个任务:用自己的双手保持板子上小球的平衡,使其不掉落;让机械臂拿住附近的水瓶。最终,实验成功率达到了3/4。
有一些志愿者在多任务处理实验上表现优异,这就出现了“两极分化”的现象:有些人擅长多任务处理,成功率高达85%;而有些人不擅长多任务处理,成功率只有52%。Penaloza对此解释说,对后者的结果,只能说明这部分人转移注意力的能力强弱,而不代表脑机接口的准确率。Nishio表示,人们应该更加关注这些志愿者学会同时完成两个任务所花费的时间。
两位研究员认为人们通过使用像这样的脑机接口,可以提供正确的生物反馈,这有助于人们更好的学习多任务处理。日后的研究有望在医疗健康领域起一定的作用。最后,研究员们也向我们抛出了一个问题:如果你有第三只手,你将如何使用它呢?