研究人员公布了思想控制的无人机

一个月前,这还像是《钢铁侠3》里的科幻情节。现在呢?已成现实。

明尼苏达大学的研究人员今天公布了一款仅凭意念即可控制的无人机,而这并非它最令人惊叹之处。该项目发表在《神经工程学报》上,其应用前景涵盖了从无人驾驶载具到瘫痪者行动能力的方方面面。

这里的设置相当基础,尽管听起来未来感十足。这架无人机是一台市售的四旋翼直升机——Parrot AR quadrotor——它基本上是无人机爱好者们手中的“T型车”。要控制它,“飞行员”需要戴上一顶奇特的帽子,这是脑电图(EEG)的传感部分。脑电图以完全非侵入的方式将一排电极置于人的头部,然后捕捉大脑的电活动。大脑活动集群,例如想到用右手握拳,会在大脑的特定区域产生一个电火花。这个电火花通过电脑转化为四旋翼无人机的指令(“向右转”)。然后,该指令通过WiFi发送到四旋翼无人机。

理想情况下,它就像下图所示那样工作

神经工程学报

此前,研究人员已经证明,受试者能够用意念控制虚拟直升机。而此次使用真实直升机进行的最新演示,仅仅是迈向量更实用应用迈出的又一步。项目研究员、密歇根大学生物医学工程学教授Bin He表示,其最终目标是帮助残疾人士和神经退行性疾病患者恢复行动能力。

为什么选择无人机来演示该系统?“与在装有假肢的患者身上进行测试相比,在协议中测试无人机更容易管理,”他说。在该发表的论文中,飞行员被描绘成一个坐在轮椅上的人,他正对着一台笔记本电脑,电脑上显示着无人机看到的一切。一台意念控制的轮椅可能更能帮助这个人,但地面上的轮椅很少会遇到无人机和手臂每天都要处理的同一个问题:精确导航三维空间。通过呼啦圈飞行无人机,对于操纵手去够嘴巴,或者将手臂穿过袖子等动作来说,都是很好的练习。

该系统相对易于使用。一系列的练习训练了五名驾驶无人机的学生。第一个是类似乓乓球的游戏,受试者仅用脑电图控制在屏幕上左右移动一个点。第二个控制上下移动,第三个在一个类似的、类似乓乓球的界面中将所有动作结合起来,而第四个练习是真正驾驶无人机进行飞行模拟,在想象中的城镇上空穿过呼啦圈。

关于第六名测试飞行员有一个有趣的故事。研究人员需要制作一个关于无人机工作原理的视频,但临时找不到一个之前的测试飞行员。于是,在实验室碰巧在场的 the graduate student Brad Edelman 接受了前几个测试,并被安排来尝试完整的演示。正如你下面看到的,他完美地完成了飞行,这表明该技术足够直观,有些人可以立即上手使用。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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