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最新脑机接口技术问世 可让残疾人变身灵魂作曲家

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最新脑机接口技术问世 可让残疾人变身灵魂作曲家

网易科技讯 9月20日消息,假如你由于神经退行性疾病或者脊髓神经受伤等状况受困,虽然你仍然能够思考、梦想和感觉到情绪,但是你却无法表达出来,这将是一种非常痛苦的感觉。数十年来,研究人员一直在探索脑机接口(简称BCI)如何为残疾人提供帮助,让他们只使用思维就能恢复一些能力。

最近几年脑机接口技术已经让残疾人恢复了部分能力,比如说写信息、发送邮件、上网和控制智能家居,甚至可以移动机动轮椅。在2010年德国的一个研究团队使用人机接口技术,让患有肌萎缩侧索硬化症(简称ALS)的人首次实现了大脑绘画,有效的展现了残疾艺术家的创造力。

现在奥地利的一个神经工程师团队已经拓展了人机接口技术的艺术潜能,打造出首款能通过大脑控制的音乐创作程序。研究人员首先在一群健康志愿者身上进行了测试,结果他们不仅能够复制音乐旋律而且能够准确进行音乐创作。

格拉茨科技大学神经工程研究院的负责人,研究的首席作者Gernot Müeller-Putz称:“大脑绘画项目让我受到启发,而且ALS患者非常满意它的效果,许多人都成为了艺术家。他们开画展并且卖出自己的作品。为何这项技术不能用于音乐领域呢?”

其它的脑机接口能够让你借助大脑播放音乐,但最新的脑机接口技术并非使用脑电波调整音乐的音调,而是能够通过一系列个体化的字符或者命令完成任何操作。脑机接口技术能够让你一个字母一个字母的拼写单词,或者选择漆刷的大小和绘画的色彩。同样,Müeller-Putz认为它也能够用于选择特定的音乐音符以及音符的音调来创作一段乐谱。

脑机接口技术的研究已经经历了20年,这项技术建立在一种特别强烈的大脑信号基础上,也就是P300大脑信号。这种脑电波是由佩戴在头上的一种泳帽状脑电波装置记录下来的,由于每个人的大脑都存在差异,这系统需要校准来准确读取每个人的脑电波状态。

在校准时,测试者会盯着一台屏幕上显示6X6个字母排列的电脑。当他们盯着屏幕时,一系列的随机闪光会在排列中闪现。每一次闪光出现时,测试者的大脑都会产生一种特定的脑电波反应。根据每次闪光出现的位置,他们的脑电波会出现轻微的差异。一旦校准完成,测试者就开始尝试使用大脑思维选择屏幕上的个体字符,而闪光还将继续。Müeller-Putz称,这种方法的目的是为了让你的注意力集中在需要的字符上。

Müeller-Putz从1999年就开始探索人机接口技术,他声称:“脑机接口技术背后的计算机算法会根据脑电波的差异计算出它代表的是哪一行哪一列,并且识别测试者所选择的字符。”借助大脑选择字符是一个缓慢的过程,但是很容易学习。在试验中,一群新手在第一次测试中就能够以88%的准确度拼写单词。他们也成功将流行歌曲《Alouette》的音符复制下来,25个音符耗费了他们21分钟时间。

研究人员也邀请了一位专业的音乐家来进行测试。他对歌曲《Alouette》的抄写准确度达到了更高的93.6%,但却耗费了20分钟时间。但是他更加适合于进行自由的音乐创作,他能够在14分钟内完成26个音符的旋律创作,速度是非专业人士的两倍。Müeller-Putz解释称,速度并非是最大的问题,因为这项技术所针对的人群并不拥有像我们这样的急速生活方式。

研究团队最初的实验表明,以P300脑电波为基础的脑机接口技术能够用于音乐创作。研究团队下一步计划在残疾个体身上进行测试,并且收集他们的实验结果。Müeller-Putz称,他们的长期目标是将目前笔记本搭载的系统转变成某种小到足以适用于智能手机的系统。这是将这项技术带入家庭和并进入那些想要分享自己音乐的人们手中的最佳方式。(过客)

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