AI躍進腦機整合 靠腦波就能控制電腦?!
前進神經工程實驗室 揭開腦波的未知世界
台南大學資訊工程學系教授 李健興:「未來我們控制機器人,我們就希望,用腦波來控制。」在0和1的世界當中,電腦把不可能變成可能,而這當中,人腦占了重要角色。
台南大學資訊工程學系教授 李健興:「其實現在國外,已經也有用腦波來控制機器人,比如說射擊的訓練,或者是軍方的一些訓練,或者開飛機的訓練。」21世紀的科技潮流,看不見、摸不著的腦波,成了科技進階的關鍵。
交通大學生物資訊所碩二生 張揚:「我們這裡是神經工程實驗室,然後我們主要在做的就是一些腦波,腦科學的應用,然後還有一些臨床的實驗。」走進神經工程實驗室,就等於進入腦波的未知世界。用水沾濕海綿,裝上正確的電極位置,這個小步驟,關係著測試準確度。
交通大學腦科學研究中心副教授 柯立偉:「它主要的原理就是,我們自己設計的,這種不用打膠的,腦波的電極,那這個是我們新一代的,就是它只要沾水,它就可以直接量測到我們的腦波的訊號,然後透過藍芽,做無線傳輸。」
交通大學生物資訊所碩二生 張揚:「它的帽子戴上去之後,電極需要一段時間,去降低它的阻抗,那阻抗的意思,是說導電性,就是我們頭皮跟這個帽子的導電性,那經過一段時間之後,這個導電性會變好,就是代表說它阻抗降低。」戴上八通道無線腦波帽,調整正確位置,要穩穩落在,後腦處的枕葉上。
交通大學生物資訊所碩二生 張揚:「這邊的話就是整個頭的基本電位,那用我們這邊收到的訊號,去減掉耳朵收到的訊號,那才是我們的腦波的電壓值。」極簡的設計,看似平凡無奇,卻能藉此截取,並且放大腦波。一條藍色 、一條紅色,螢幕上顯示的就是即時的腦波變化。
交通大學生物資訊所碩二生 張惟喬:「假設如果就是,使用者咬牙的話,因為它的肌電訊號的關係,就是他用力,所以也會有,就是一些反應,就看到這邊,會有很大的雜訊,就是比較高頻的雜訊,就是因為他用力的關係。」同樣的眨眼這個小動作,也會牽動腦波變化,讓雜訊干擾正常波形,所以戴上腦波帽接受測試,就必須擁有高度專注力。
交通大學腦科學研究中心副教授 柯立偉:「這個以後可以再改好了,我是覺得前額的腦波,因為它也有接觸,所以其實我們也可以把它展示出來。」
交通大學的腦科學研究中心,14年前成立,就投入大量研究,希望揭開人類,在視覺聽覺以及動感刺激下的,神經信號反應,與大腦認知的相關性。交通大學腦科學研究中心副教授 柯立偉:「這種腦機介面的原理,那它可以分有刺激性的,或者是沒有刺激性的,那所謂有刺激性的,就是說我們試著,透過外部的刺激,讓你的腦波,可以達到跟這個外部刺激,達到一個共振的效果。」
簡單來說,腦波就如同意念,而在腦機介面的領域當中,SSVEP-穩態視覺,誘發電位技術開發,是現今認為最成熟的應用技術,讓使用者注視著一定頻率的閃爍,同一時間人腦的枕葉區,會釋放出相同頻率的信號,透過腦波信號,成分關聯性的分析,可以快速回推,使用者注視的項目是什麼,藉此就能達到,腦波控制的效果。
交通大學腦科學研究中心副教授 柯立偉:「它就是透過,外部的閃爍刺激,然後讓你大腦視覺區的皮層的位置,可以產生相同的訊號,讓使用者達到說,我今天想要做這個指令的時候,那盯著這個螢幕,它其實就會給予,不同的頻率的刺激,你的腦波就可以接收到,這樣的訊號,那我們的電腦處理系統,我們就知道說,他現在正在看,或者正在想要做這個指令。」
腦波下令驅動電腦 腦機整合用意念就能下棋
可別以為這是天方夜譚,交通大學和台南大學,一起攜手,讓這一項理論應用,變得更實際,而且貼近人類生活。台南大學電機所碩士班課程,這一天要分析,日本人工智慧圍棋程式DeepZenGo,和職業棋士對弈過後的強弱能力。
台南大學資訊工程學系教授 李健興:「當人的情勢優勢的時候,那電腦就會跟著,所以剛開始,人的情勢優勢,那電腦它就會提升,它的一個幾乎要跟你旗鼓相當,那當人的情勢不好,它也自動降下來,就跟你的程度差不多,所以它這個有一個特性,就是我們講說遇強則強,遇弱則弱。」專攻知識工程和演算法,在台南大學教授 李健興的眼中,AI人工智慧的,強大運算能力,讓腦波應用,有了媒介來印證。
台南大學資訊工程學系教授 李健興:「我們的通訊協定,就是設定5種不同的頻率,那這5種不同的頻率,包含了上下左右,還有一個是落子,當你要往上的時候,你就看往上,那這個頻率會刺激你的眼睛,那接下來後腦那邊,就會發出訊號,那這個訊號,就會透過藍芽傳輸到主機。」
一頂腦波帽和傳統棋藝,對弈過程,比的不是棋力高低,而是要證明,靠著腦波意念也能下圍棋,以無線腦機介面,腦波偵測系統來看,這可以說是超前全球的進展,團隊還到加拿大公開展示研發成果。
事實上腦機介面的研究,可不僅止於此,Intel Google,還有Microsoft,紛紛都成立了腦機部門,研究方向大概分為三類,第一是真實環境的,神經造影,可以模擬戰爭場景,飛行員的高空訓練,另外第二種,穿戴式的腦機介面,能作為生命徵象的監測系統,或是運動員的智慧衣,最後則是臨床病理的應用,像是注意力不足過動症,中風神經復健,還有帕金森氏症,都有望在未來受惠,穿戴式的腦波帽,替未知的腦科學,串接起腦機介面,互利共生的可能性,但想全面應用,擴大到產業界,這一步科技進展,顯然還需要時間的淬煉。
節目中心/陳加欣 責任編輯/鄔凱雯