东大造出神奇“阿凡达之手” 戴上它能控制别人的手

发布者:系统管理员发布时间:2012-08-24浏览次数:6117

东大造出神奇“阿凡达之手” 戴上它能控制别人的手

戴上特制手套,东大学生演示如何控制同伴的手弹琴。 刘歆玥 宋峤 摄

■临床上,这项技术已经让6名病人瘫痪的手活动起来

■在将来,这种“控制”能通过语言甚至意念来实施

南报网讯 北京的蟾蜍一蹬腿,千里之外的南京蟾蜍“心电感应”般也蹬了一下腿,这是2010年东大射频与光点集成电路研究所创造的奇迹(扬子晚报2010年1月29日A11版曾报道)。如今这项实验有了最新突破!一名健康人控制另一人的手部及手臂活动已经成为现实,偏瘫病人能用自己健康的手“指挥”已瘫痪的手动起来。昨天,在由东南大学承办的第八届中国研究生电子设计竞赛决赛现场上,扬子晚报记者亲眼见证一名学生在另一人的“控制”下弹起了电子琴。而据了解,这项技术的未来将向语言控制、意念控制发展,类似“阿凡达”那样用精神力量,比如意念,控制一个“替身”也成为可能。

现场演示

昨天比赛现场高手云集,清华大学、西安电子科技大学、东南大学等国内几十所高校的研究生展示了数项“触人心弦”的高科技发明。在东南大学展区,一项有趣的实验吸引了众人的目光……

戴上神奇手套 控制他人手臂弹起电子琴

一名同学用眼罩蒙起双眼,右手轻抚在一架电子琴上,右手的掌心和右臂贴着七八块白色的方块布,每块布拖着一根长长的白色电线,电线的另一头连着一台白色的机器。他身边另一名同学的装扮比较“怪异”,右手戴着厚厚的手套,看起来像一只黑色的“机械手”,“这是一种特制的手套。”这名同学神秘地说。

扬子晚报记者注意到,这只“手”没有与任何电线相连,从外表看,与那只贴着“白布块”的手毫无关联。但神奇的事情在这两只貌似“没关联”的手之间发生了。

“机械手”突然发力,五个手指无规律地动了起来,好似“悬空弹琴”,那只贴着“白布块”的手竟也同步按下琴键,虽然弹得乱七八糟,但手指活动的姿势、顺序竟然和“机械手”一模一样。

“天哪,也就是说这名同学控制了另一名同学的手指运动。”围观的同学看呆了。

蒙眼的这名同学脱下眼罩解释道,“戴上眼罩就是为了证明我们两人没有任何交流,我的手指完全被他控制了。”

“哇!”人群中一片惊叹声。这名来自东大生物医学工程学院的博士生周宇轩告诉扬子晚报记者,他们已经给这套设备起了个霸气的名字“神手系统”,学名是“无线微电子肌电桥”。

设想一下,老师教小朋友们弹钢琴时,可以佩戴控制手套,控制学生的手在钢琴上弹出优美的旋律。“让著名钢琴演奏家郎朗佩戴控制手套,不会弹琴的人也能弹出美妙的钢琴音乐。以此类推,这套装置也可以用于其他手艺的师傅带徒弟。”

记者体验

为了验证“神手”的效果,记者亲身体验了一回。

使劲抵抗,手指也可以“不听指挥”

“贴在我右手的五块1.5厘米见方大小的白布块分别控制五个手指头,控制大拇指的这块贴在手掌鱼际部位。”周宇轩边解释边撕下贴在他手掌“鱼际”部位的白布块,贴到记者的手掌,然后他又撕下贴在右臂稍大一块的白布,贴到记者的右臂内侧。瞬间,记者感到两股麻麻的电流钻进皮肤,强度不算大,就像数只蚂蚁在爬。

在周宇轩的指导下,记者垂下右手完全放松。

“动了,动了。”记者身边一名同学喊了起来,而记者这才发现自己的右手大拇指真的微微动了动,这一动作完全不在本人控制下,再看那只“机械手”的大拇指正在做“弯曲”运动。

周宇轩微微调整了记者鱼际部位的白布,右手拇指的活动幅度变得更明显。不过,当记者使劲抵抗时,大拇指也变得不听话。

“这项实验无法强迫健康人完成,因为实验的要求是受控制一方的手一定要完全放松,没有任何反抗力。比如瘫痪病人,效果会更好。”周宇轩说。

专家揭秘

这项实验的指导老师、东大射频与光点集成电路研究所所长王志功教授,向记者介绍了这项技术的原理和未来的发展方向。

A 神奇机器“捕捉”有用肌信号

电影中常有这样的场景,人们在动物某个部位植入芯片,就能控制它的动作。上述实验中,一个人的手指怎么能控制另一个人的手指呢?这项实验的指导老师、东大射频与光点集成电路研究所所长王志功教授解释说,这名戴着手套的同学每做一个动作,手套上的传感器都会将他的动作信号通过3G网络传送到接收机,也就是那台白色的机器。“聪明”的接收机在接收的同时捕捉有用的“肌信号”,并放大处理,信号被增强若干倍,刺激与它相连的这个人做出相同的动作。

“这个信号由第一个人的大脑发出的,又通过他的手指转移到第二个人,实现了从一个健康人到另外一个健康人五个手指头的控制。”王教授说,除了精细的手指运动,手掌和手臂的控制在之前已经获得成功。

王教授表示,采用了无线通信技术后,距离不是问题,“一个人远程控制另一个人的手部动作成为现实。”

B 已经帮助6名瘫痪病人“动起手”

这一“神奇”的实验已经运用到临床,王志功教授告诉扬子晚报记者一个好消息,已经有6名偏瘫病人在这套设备的帮助下重新恢复手部运动。

今年2月,王教授和他的学生们带上这套神奇装置来到东南大学附属中大医院康复科。一名约40岁的女病人两手瘫痪几个星期了,完全没有知觉,“实验中,我们给她戴上装置,研究人员用自己健康的手指挥这名病人抬起了一个手指头。”王教授说,在另一个实验中,一名60岁的老汉一只手瘫痪了,研究人员用健康人的手指挥他抬起了已经瘫痪手的手掌。还有一名偏瘫病人,一只手能动,另一只手瘫痪了,“我们把手套戴在他的健康手上,让他的健康手来指挥瘫痪的手。”

王教授高兴地说,6项实验都成功了,这套装置下个月将正式推广作为医院的实验装置。

C 未来瘫痪病人可用语言控制动作

在影片《阿凡达》里,科学家用人类DNA和Navi人的DNA融合在一起创造了克隆Navi人,人类的意识进驻到克隆人的身体,人类就可以不受距离的限制操控外星球克隆人的一举一动。王志功教授说,他们的实验正朝这个方向努力,“我们已经实现了一个人对另一个人手部的控制,接下来,我们会研究腿部及身体其他部位动作的控制。最近我们还和上海第二医科大学教授合作,帮助瘫痪病人的膀胱排尿。”

在王志功教授描绘的蓝图中,未来瘫痪病人可自我控制所有动作,“我们可以把健康人的信号取出来存起来,开发一套小型的装置,佩戴在瘫痪病人的身上。病人需要做什么动作可以摁按钮,甚至用语言就能控制。比如说我要喝水,病人的手能去拿杯子。还有更高科技的,用意念来控制。”王教授告诉记者,这套存储试验已经在动物身上进行过初步实验,“我们把蟾蜍的信号提取出来,通过编程播放能控制一只大鼠的动作,希望它动几次就动几次。”

 

责任编辑:丁丽娜

 

作者:蔡蕴琦

来源:新华报业网