十大半机器人技术:传心术可用于心灵控制

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 04:17:37
<br /><br />    据国外媒体报道,美国国防部希望,未来的美军部队将会更快、更强、更具战斗力。因此,美国人一直在致力于未来电子人等技术的研究。在所谓的电子人部队中,电子人拥有更加警觉而灵活的眼睛,异常敏感的皮肤以及可弯曲、可抓握的机器假肢。在机器人技术、纳米技术和神经系统科学等相关技术的帮助下,电子人部队将越来越多地出现于真正的战场之上。以下就是十种最常见的电子人技术:

  1. 神经控制假肢



  在不到10年时间里,美国国防部高级研究计划署“革命性假肢”计划已经改造多款世界上最先进的假肢,比如DEKA公司研制的机械手臂。这些假肢可以通过线路对手指和脚趾的动作产生反应。下一步,这些先进的假肢将会与佩戴者的神经系统整合在一起,从而能够完全对各种神经信号作出反应。美国约翰霍普金斯大学的科学家将于今年对他们的模型假肢进行人体试验。微阵列将被植入大脑中,用户可以通过思维控制假肢进行多种操作,如独立的手指动作以及负重操作等。

  2. 心灵控制



  由美国国防部赞助的人机智能融合研究项目已经开始了多年,这也是美国国防部一个长期目标。利用计算机作为一种中间感应媒介,未来部队之间的远距离交流根本不需要说话。去年,美国国防部高级研究计划署启动了一项“无声通话”计划。该计划将首先利用脑电图扫描器读取大脑信号,然后再对这些信号进行解码,从而建立起一个脑电波字典。做到这一点后,美国国防部高级研究计划署希望这一原型设备能够真正读取、翻译脑电波,然后将翻译后的“话语”传送到对话者的大脑中,实现心灵感应般的“无声通话”。这种传心术也可以应用于心灵控制。

  3. 老鼠警犬



  美国国防部资助了多个项目,专门研究如何利用动物“兵力”,如从鲨鱼特工到蜜蜂炸弹探测器。由于拥有超级敏感的鼻子和极小的体形,老鼠可能有朝一日取代警犬,被用来嗅探炸弹和生化威胁以及探寻灾难幸存者。当然,它们的大脑中需要恰当地植入一些电极。在美国国防部高级研究计划署的资助下,佛罗里达大学科学家将电极植入了老鼠大脑的三个功能区域,即嗅觉功能区、意愿功能区和动作功能区。受刺激的老鼠被训练去嗅探一些威胁物,如TNT炸药等。科学家可以在这一过程中探测和记录老鼠在嗅探不同目标时特殊脑电波图形。最近,日本科学家也发明了一种“老鼠汽车”。科学家们可以通过思维指挥大脑被植入电极的老鼠,进而控制小型汽车或机械装备。

4. 机器人外骨骼



  可穿戴的机器人服装将能够帮助部队提高战斗力和忍耐力。美国雷神公司最新研制的“Raytheon Sarcos”模型拥有爪状手部。美国士兵穿戴这种装备后,他们的力气和忍耐力将比正常情况下提高20倍。对于洛克希德-马丁公司的HULC模型,穿戴者可以轻易携带200磅(约合91公斤)重的物体,而且能以更小的能量消耗完成更繁重的任务。目前,美国陆军士兵系统中心正在对机器人外骨骼进行军事试验。

  5. 自组装隐形眼镜




  下一代隐形眼镜,由传感器、天线、半导体电路以及发光二极管等部件组成,可以将任何重要的可视数据,如枪支瞄准镜的范围,甚至还有文字信息,立即显示到使用者的眼睛里。美国华盛顿大学的科学家们已经在兔子身上测试过这种隐形眼镜。下一步,他们将进一步提高隐形眼镜的象素和色彩效果。在战场上,这种隐形眼镜还有第二种应用,眼镜上的额外传感器能够监测多种健康指标,如血糖水平和心率等。

    6. 猴子机器人心灵感应



  未来有朝一日,士兵之间可以通过心灵感应进行交流。他们还可以通过一种大脑-计算机交互界面控制武器,而不是通过按钮或板机。科学家们已经在猴子身上进行了多年试验。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国杜克大学神经科学家在猴子大脑中植入电极,训练这种猴类电子人利用机械手臂喂自己吃香蕉。

7. 实验室人造血液



  大量的人造万能血液有朝一日将能够应用于外伤治疗中,以解决血库不足的问题。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国生物技术公司Arteriocyte公司最近利用脐带的造血细胞制造出首批人造血液。

  8. 大脑植入器



  事实上,并不是只有现役部队才使用电子人技术。从伊拉克和阿富汗战场上下来的部队中,有10%到20%的人大脑都曾受过外伤。将来,他们将有可能会接受脑植入手术,以修复他们受损的大脑。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国斯坦福大学和布朗大学的科学家团队正在研制大脑植入器,这种大脑植入器可以用作受损大脑区域的替代部件。

  9. 远程控制飞虫



  远程控制的甲虫、蜜蜂等正在被计划应用于军事用途。在美国国防部的支持下,一些科学家们正在利用飞蛾进行试验。此前,佐治亚理工学院的科学家已经弄清楚如何使它们活更长时间。在幼虫期,微机电系统,加上麦克风和传感器都被植入飞蛾的大脑。在幼虫生长过程中,这些植入物与不断生长的昆虫身体组织融合在一起。通过远程控制,这些飞蛾可以在许多人类难以到达的区域执行多种任务,如秘密间谍、生化威胁探测器等。

  10. 人造皮肤



  人造皮肤组织已经被应用于伤口治疗上。但是,今年初斯坦福大学和加州大学洛杉矶分校的科学家们都研制出真正的人造皮肤。这些人造皮肤的敏感度足以探测到蝴蝶的轻微碰触,它们均使用了柔韧、细腻的橡胶、纳米线以及电极等。这种人造皮肤应用于电子人上,可以有两种用途,即超敏感人类假肢,或是机器人手臂等。这种敏感性可以帮助假肢完成一些只有轻微碰触才可完成的任务。(彬彬)


http://news.xinhuanet.com/tech/2010-10/11/c_12646125_3.htm<br /><br />    据国外媒体报道,美国国防部希望,未来的美军部队将会更快、更强、更具战斗力。因此,美国人一直在致力于未来电子人等技术的研究。在所谓的电子人部队中,电子人拥有更加警觉而灵活的眼睛,异常敏感的皮肤以及可弯曲、可抓握的机器假肢。在机器人技术、纳米技术和神经系统科学等相关技术的帮助下,电子人部队将越来越多地出现于真正的战场之上。以下就是十种最常见的电子人技术:

  1. 神经控制假肢



  在不到10年时间里,美国国防部高级研究计划署“革命性假肢”计划已经改造多款世界上最先进的假肢,比如DEKA公司研制的机械手臂。这些假肢可以通过线路对手指和脚趾的动作产生反应。下一步,这些先进的假肢将会与佩戴者的神经系统整合在一起,从而能够完全对各种神经信号作出反应。美国约翰霍普金斯大学的科学家将于今年对他们的模型假肢进行人体试验。微阵列将被植入大脑中,用户可以通过思维控制假肢进行多种操作,如独立的手指动作以及负重操作等。

  2. 心灵控制



  由美国国防部赞助的人机智能融合研究项目已经开始了多年,这也是美国国防部一个长期目标。利用计算机作为一种中间感应媒介,未来部队之间的远距离交流根本不需要说话。去年,美国国防部高级研究计划署启动了一项“无声通话”计划。该计划将首先利用脑电图扫描器读取大脑信号,然后再对这些信号进行解码,从而建立起一个脑电波字典。做到这一点后,美国国防部高级研究计划署希望这一原型设备能够真正读取、翻译脑电波,然后将翻译后的“话语”传送到对话者的大脑中,实现心灵感应般的“无声通话”。这种传心术也可以应用于心灵控制。

  3. 老鼠警犬



  美国国防部资助了多个项目,专门研究如何利用动物“兵力”,如从鲨鱼特工到蜜蜂炸弹探测器。由于拥有超级敏感的鼻子和极小的体形,老鼠可能有朝一日取代警犬,被用来嗅探炸弹和生化威胁以及探寻灾难幸存者。当然,它们的大脑中需要恰当地植入一些电极。在美国国防部高级研究计划署的资助下,佛罗里达大学科学家将电极植入了老鼠大脑的三个功能区域,即嗅觉功能区、意愿功能区和动作功能区。受刺激的老鼠被训练去嗅探一些威胁物,如TNT炸药等。科学家可以在这一过程中探测和记录老鼠在嗅探不同目标时特殊脑电波图形。最近,日本科学家也发明了一种“老鼠汽车”。科学家们可以通过思维指挥大脑被植入电极的老鼠,进而控制小型汽车或机械装备。

4. 机器人外骨骼



  可穿戴的机器人服装将能够帮助部队提高战斗力和忍耐力。美国雷神公司最新研制的“Raytheon Sarcos”模型拥有爪状手部。美国士兵穿戴这种装备后,他们的力气和忍耐力将比正常情况下提高20倍。对于洛克希德-马丁公司的HULC模型,穿戴者可以轻易携带200磅(约合91公斤)重的物体,而且能以更小的能量消耗完成更繁重的任务。目前,美国陆军士兵系统中心正在对机器人外骨骼进行军事试验。

  5. 自组装隐形眼镜




  下一代隐形眼镜,由传感器、天线、半导体电路以及发光二极管等部件组成,可以将任何重要的可视数据,如枪支瞄准镜的范围,甚至还有文字信息,立即显示到使用者的眼睛里。美国华盛顿大学的科学家们已经在兔子身上测试过这种隐形眼镜。下一步,他们将进一步提高隐形眼镜的象素和色彩效果。在战场上,这种隐形眼镜还有第二种应用,眼镜上的额外传感器能够监测多种健康指标,如血糖水平和心率等。

    6. 猴子机器人心灵感应



  未来有朝一日,士兵之间可以通过心灵感应进行交流。他们还可以通过一种大脑-计算机交互界面控制武器,而不是通过按钮或板机。科学家们已经在猴子身上进行了多年试验。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国杜克大学神经科学家在猴子大脑中植入电极,训练这种猴类电子人利用机械手臂喂自己吃香蕉。

7. 实验室人造血液



  大量的人造万能血液有朝一日将能够应用于外伤治疗中,以解决血库不足的问题。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国生物技术公司Arteriocyte公司最近利用脐带的造血细胞制造出首批人造血液。

  8. 大脑植入器



  事实上,并不是只有现役部队才使用电子人技术。从伊拉克和阿富汗战场上下来的部队中,有10%到20%的人大脑都曾受过外伤。将来,他们将有可能会接受脑植入手术,以修复他们受损的大脑。在美国国防部高级研究计划署的资助下,美国斯坦福大学和布朗大学的科学家团队正在研制大脑植入器,这种大脑植入器可以用作受损大脑区域的替代部件。

  9. 远程控制飞虫



  远程控制的甲虫、蜜蜂等正在被计划应用于军事用途。在美国国防部的支持下,一些科学家们正在利用飞蛾进行试验。此前,佐治亚理工学院的科学家已经弄清楚如何使它们活更长时间。在幼虫期,微机电系统,加上麦克风和传感器都被植入飞蛾的大脑。在幼虫生长过程中,这些植入物与不断生长的昆虫身体组织融合在一起。通过远程控制,这些飞蛾可以在许多人类难以到达的区域执行多种任务,如秘密间谍、生化威胁探测器等。

  10. 人造皮肤



  人造皮肤组织已经被应用于伤口治疗上。但是,今年初斯坦福大学和加州大学洛杉矶分校的科学家们都研制出真正的人造皮肤。这些人造皮肤的敏感度足以探测到蝴蝶的轻微碰触,它们均使用了柔韧、细腻的橡胶、纳米线以及电极等。这种人造皮肤应用于电子人上,可以有两种用途,即超敏感人类假肢,或是机器人手臂等。这种敏感性可以帮助假肢完成一些只有轻微碰触才可完成的任务。(彬彬)


http://news.xinhuanet.com/tech/2010-10/11/c_12646125_3.htm
苏学成:放飞世界首只机器人鸟

 让动物按照人的意图行动,可能吗?这似乎是驯兽师的把戏,或者科幻小说里的情节。日前,在山东科技大学机器人中心,苏学成教授把普通家鸽变成了训练有素的“飞行员”。通过在鸽子脑中植入一个微电极装置,自由翱翔的鸽子竟然“听懂”了人的指令,精确地做出指定的动作。









  2月28日,青岛市有些降温。下午四点钟,山东科技大学校园仍处于寒假的宁静中,一栋红色的建筑楼顶上,鸽子翻飞。

  每天这个时候,是机器人中心给鸽子喂食的时间。楼顶上风很大,苏学成教授仍然准时地出现了,在空地上撒下谷物。放养的鸽群已经认识这位老人,很快聚拢过来,咕咕叫着争相啄食,与普通家鸽没有什么两样。

  “看见它们头顶上的装置了吗?”

  顺着苏教授手指的方向望过去,记者发现,有几只鸽子的头顶上,多出一块粉红色的突起。就是这个小小的装置,让鸽子“听懂”了人话。

  人鸽对话的表演

  在机器人中心一楼的大实验室里,上演了一场人鸽对话的精彩演出。

  一只鸽子被带入实验室,它是这场演出的“主角”。实验室这个“舞台”,是一个大车间,长18米,宽17米,高4.8米,空间范围相当大。

  “主角”鸽子穿着专业的“行头”——头戴“皇冠”,身穿“马甲”。实验人员站在一台电脑面前,配合鸽子的演出。

  “起飞。”实验人员一边说着一边通过电脑输入指令,他告诉记者,当他输入指令时,电脑旁边带天线的一个小装置就会把电信号发射出去。几乎同时,记者看到鸽子背部的马甲上,红色的信号灯开始闪烁。“这表示接收到了信号。”只见鸽子徘徊了几秒钟,呼啦一下飞了起来。

  实验人员又输入了左转飞行的指令,鸽子向房间左侧飞去。他再连续输入右转飞行的指令,鸽子右向盘旋了一圈后,继续飞行,成功地完成了环室内一周的路线(如图4所示)。想让鸽子怎么飞,它就怎么飞,整个过程令人惊讶。

  表演的背后

  奥秘的关键就在三件道具身上。据苏学成教授介绍,鸽子头部的“皇冠”,连接着一个通过手术植入脑内的微电极。鸽子身上的“马甲”,是把一个微刺激反应器固定在了鸽子身上,并连接了头部的“皇冠”。为了便于观察,这个反应器也可以固定在微电极的裸露部位。而电脑旁带天线的小装置,则是一个微刺激发射器。人的指令,通过电脑操纵的微刺激发射器,发射给马甲上的微刺激反应器,再通过植入鸽子脑部的电极,对鸽子脑部特定的神经位点发生电信号刺激,促使鸽子做出相应动作。这就是机器人鸟的工作原理。

  “动物的神经系统里,包括人,传递信息的都是电信号。所以人们一直希望可以把电信号读出来,弄懂它。如果真正能够实现的话,就能对一切心理活动一目了然。这个过程反过来,如果读懂了电信号,就可以模仿这个电信号,并把它加在神经系统里面,做到以假乱真,控制它们的行为。动物机器人就是基于后者,用电信号刺激神经系统,使它听人的指挥。”苏教授说。

  2006年5月8日,苏教授清楚地记得第一次实验成功的日子。那是经历过无数次失败之后,看到的第一缕曙光。

  目前,机器人鸟已经能够根据计算机发出的指令,完成起飞、盘旋、转向飞行等动作。在电信号的“翻译”下,鸽子“接收”到人的意图,并作出强制反应。虽然实验的有效空间范围仍局限于室内,但据苏教授介绍,如果给鸽子身上带上微GPS导航系统,在原理上说,户外的控制飞行也是可以实现的。

  与鸽子相处的日子

  今天,机器人中心生活着100多只鸽子,大部分鸽子都戴上了“皇冠”。没有戴“皇冠”的,多半是他们新近繁衍的后代。

  喂食时,苏教授走到一个鸽笼前,特意多撒了一些谷物。“这个笼里的鸽子刚当妈妈,应该多吃点儿。”据苏教授的长期观察,实验并不影响鸽子的正常生活。手术在鸽子全身麻醉的情况下进行,鸽子本身无疼痛感。即便日后电极不能取出,对鸽子的影响也微乎其微。

  每天亲自喂食,亲自打扫鸽笼,苏教授对鸽子的体贴无微不至。2006年冬天,第一场寒流来袭时,苏教授担心的是:动了手术的鸽子,头部缺失了部分皮毛,肯定会感到寒冷。于是,他和课题组人员一起,把楼顶上的鸽笼搬到机器人中心的楼道里。当时实验取得了突破性进展,有好几只鸽子能够完成控制飞行,苏教授更是对这几个合格的“飞行员”关爱有加。然而,鸽笼搬进楼道后没几天,苏教授清点鸽子的时候发现,表现最出色的一只鸽子丢失了!

  苏教授心里一紧,想它也许是飞走了吧。于是仔细检查了鸽笼,加了护板。然而没有想到的是,第二天又丢失了一只鸽子。

  “当时很心疼啊。”回忆起这件事,苏教授有片刻的沉默。“它们都为科研出过力。”苏教授说。

  进化的搜救天使

  为什么在鸽子身上大做文章呢?这不是突发奇想,更不是偶然的发现。如今我们看到的机器人鸟,经历了从蛇形机器人,到机器人老鼠,再到机器人鸟的“进化过程”。

  苏教授是资深的机器人研究专家,曾成功研发过多种机器人,蛇形机器人就是其中之一。蛇形机器人是由履带带动的机器人,因为善于弯曲行走、攀爬穿越,所以取名“蛇形机器人”。研发它的目的,就是为了在发生事故或灾难时,便于跨越障碍,抵达人迹罕至的地方,展开搜救工作。

  虽然蛇形机器人研究取得了成功,但是瓶颈也随之出现了。“一来是它体积比较大,遇到狭小的空间就难以穿越;再说它携带能源的能力有限,经常是‘出师未捷身先死’。如果能找到一种动物来代替,这些问题不都解决了吗?”苏教授试图找到一个比蛇形机器人更好的方案。

  最先想到的动物是老鼠。老鼠是实验动物,它的生物学资料丰富,便于研究。2005年,苏教授成功研发了国内第一只机器人老鼠,与机器人鸟的原理相同,它能够按照人的指令做出规定动作。然而苏教授又进一步发现,让老鼠帮助人类搜救,有它致命的弱点——老鼠胆小,稍微遇到外来的干扰,就不再敢动弹。并且,它的行动速度和范围也很受限制。

  2005年底,机器人老鼠研制成功后,苏教授马上投入了机器人鸟的研发。家鸽的生物学资料相对欠缺,研究起来更为困难。但是它的实用性更高——飞行的鸟类运动速度更快、活动范围更广,便于协助野外大范围的搜救,此外,在各种探测、空中摄影、投递等任务中,机器人鸟更能帮助人类达成难以实现的目标。

  不为人知的教授

  一个又一个成就,把苏学成教授推到公众的视野中。由于机器人鸟的成功尚属世界首例,吸引了国内外多家重量级媒体对苏教授进行采访。

  习惯了实验室里潜心钻研的安静日子,苏教授对这种突如其来的“热闹”很不适应。“前些日子,有家媒体对我的情况过于吹捧,不客观。我很生气,让他们写了检查给我。”记者抵达青岛的当天,苏教授已经拒绝了三家媒体的采访。“我不图名不图利,搞这些东西做什么。”然而,当看到记者本人远道而来,他又心生体恤,放下手头工作,亲切地表示配合。对于那位报道失实的记者,苏教授也没有把检查转交其领导,以免他受到处分。

  眼前的苏学成教授,身材高大,脊背微驼,和蔼亲切。用课题组成员刘小峰博士的话说:“一看就是一个忠厚的长者。”

  对于自己的成就,苏教授并不多谈。他更愿意让大众多了解一些科学知识。

  关于苏教授本人,记者所了解到的消息,更多地从他身边的人口中得知。

  “跟着苏老师做科研,很快乐。最初这个课题组经费很紧张,苏老师拿出他自己以前承担国家863项目的节余,给这个课题小组公共使用。有问题,我也可以畅所欲言,开会的时候公然提出来,他都会乐呵呵地接受。”机器人鸟课题小组的另外几位成员告诉记者,“苏教授为人很执著,机器人动物这个课题,从1999年起他就开始申请,申请了4年都没有成功,但他每年都不放弃。除了吃饭睡觉,他绝大部分时间都在实验室里,通常都在晚上十点之后回家。不要说科研报告了,就连打扫鸽笼这样的脏活、累活,他也从来不支使别人,而是和大家一起去做。”

  然而苏教授自己却说:“我没觉得有什么不容易,二十多年了一直这样,已经成习惯了,闲下来反而不习惯。”
 
 “人是要有点精神的,有了这个精神,就会认真、执著,就能吃苦、吃亏。”这是他留给记者印象最深的一句话。
如果再进一步,可以被无线装置感应并放大,那么输出的结果是可怕的.