日本科学家用脑波训练“第三只手”，灵活柔韧多任务处理

志愿者正在用“意念”操控机械臂

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  新智元报道  

来源：SPECTRUM、Youtube

作者：Emily Waltz、Hiroshilshiguro Lab  

编译：三石

【新智元导读】近期，日本国际先进电信研究的所两位研究员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（multitasking）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（BMI）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。”

神奇的大脑在这里

 

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。

开始训练你的第三只手吧！

 

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。

“单排”容易，“双排”难！

 

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？

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