“心灵感应”真的存在吗?光凭意念就能让机器手动起来!听起来像是神话。但中国电科第十四研究所的一位女博士主持研发的多个新产品,就可以实现这些功能,不仅填补国内空白,还为“失能”的残障人士、“失智”的阿尔茨海默症老人,带来希望的福音,一起来认识这位中国电科首席专家尹奎英。
在中国电科14所人脑机实验室里,尹奎英团队正在对这只“灵犀手”再次优化,只要手臂套上传感器手环,没有任何电线相连,仅凭“意念”,就可以让机械手的每一根手指做出动作。中国电科第十四研究所人脑机实验室工程师沈皓炜说:“我们的手环可以采集到您的肌肉电信号,通过手机上的APP算法进行识别,可以简单训练握拳和五指张开等多个动作,手环就可以采集到信号。”
这只特殊的手将人的思想活动抽象成一个信号处理过程,利用生物信号处理算法,借助机械手完成脑部动作指令,帮助残疾人完成吃饭、喝水等日常动作,而这个大胆的想法来源于尹奎英的一次日常观察。中国电科首席专家尹奎英说:“我当时回老家,附近有一个庄师傅,因为工伤把手给截去了,生活非常不方便,我们就想能不能用我们的技术给他重新做一只手,让他能够正常地重返社会,进行生活。”
对科学始终抱有好奇的尹奎英,下定决心要动手试验,在集成了触觉、握力、温度等传感器后,这只“灵犀手”拥有了“感觉”,不再是冰冷的工具,如今,残障人士只要简单训练20分钟,就可以熟练掌握这个可以实现十多个动作的“灵犀之手”。庄师傅说,用灵犀手的话很多事情很方便,比如说拿个杯子,系个鞋带,拉个拉锁,吃饭拿个馒头,都可以做到。
沈皓炜说:“曾经有一个老太太,年轻的时候因为一次意外手部截肢,戴上我们灵犀手之后,完成了一些生活上简单的动作,看到老太太高兴的样子,我们也非常有成就感,使我们工作更有动力。”
“失能”群体有了福音,尹奎英又把研发方向对准了“失智”老人。阿尔茨海默症在病症早期是干预治疗、延缓发病的黄金期,目前诊断需要进行有创的医学手段,往往不被患者接受而贻误诊断。尹奎英表示:“一方面早期阶段非常重要,另一方面没人愿意去查,等到发现的时候,已经进入阿尔茨海默症中晚期阶段。我们就用脑电跟核磁的数据进行计算。”
经过大量试验,尹奎英将机器学习和小脑数据预处理等技术相结合,使得筛查准确率达到90%以上,同时,在干预治疗领域还研发了经颅磁治疗脑导航技术。尹奎英介绍:“因为头是隔着头骨的,医生在干预的时候,会拿经颅磁去刺激靶点,基本上靠经验,我们现在把大脑数据重建之后,把靶点标好,从外面可以透视,知道位置在哪,就是精准治疗。”
目前,这套阿尔茨海默症非创伤性阶段评估和全脑导航的诊疗方案,已经在南京脑科医院进行临床试验,有望将筛查确诊的早期患者病发时间延后5到10年。南京医科大学附属脑科医院神经内科科主任、主任医师石静萍说:“我们使用这个设备以后,经过精准调控,干预的效果会更好,是非常容易上手的精准导航技术,精度可以达到毫米级。”
2021年,“灵犀手”获得世界人工智能大会最高奖sail奖,人体全脑导航及治疗效果评估分析体系荣获2021世界智能制造十大科技进展,而尹奎英的研发脚步仍不停歇,从去年开始,团队致力研究视觉重构技术,尝试将图像转向脑电,希望让更多的盲人重新看见世界。尹奎英认为:“工程师很重要的工作就是要把想到的东西落地,所以一定要多动手,错不是大问题,一定要敢做,在错误和正确中找到工程师的手感,反复迭代,会让我们的动手能力、落地能力增强。”
虽然现在的“灵犀手”还不能完全像真手一样,但它的出现已经重燃了残疾人拥抱生活,拥抱自由的希望。未来,“灵犀手”在帮助残疾人恢复正常生活的同时,还可实现超视距感知操作及工业工程协助等。将科研成果落地转化,让科技产品造福于民,正是千千万万像尹奎英一样的科技工作者持续奋斗的不竭动力。
(来源:《零距离》记者/秦禾东 编辑/国正)