科幻電影《阿凡達(dá)》虛構(gòu)了利用“腦-腦接口”技術(shù)實(shí)現(xiàn)異體生物控制的科學(xué)夢(mèng)想，日前，這一想法在上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院機(jī)器人研究所生機(jī)電及生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室得以實(shí)現(xiàn)。碩士研究生李廣曄在導(dǎo)師張定國(guó)的指導(dǎo)下，利用人類(lèi)的大腦意念遙控活體蟑螂。該成果獲得2015年國(guó)際機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)會(huì)(IEEE RAS)學(xué)生視頻競(jìng)賽第二名，并將在機(jī)器人頂級(jí)會(huì)議ICRA2015上展示。

利用人類(lèi)的大腦意念遙控活體蟑螂

該研究建立起了人腦與蟑螂大腦的功能性“腦-腦接口”，把人腦信號(hào)發(fā)送到了蟑螂大腦，實(shí)現(xiàn)了人腦對(duì)蟑螂運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)程無(wú)線控制。

控制者頭部佩戴便攜式無(wú)線腦電采集設(shè)備，控制者根據(jù)視覺(jué)反饋和視覺(jué)刺激，腦部產(chǎn)生方向控制意圖;計(jì)算機(jī)程序解碼腦電信號(hào)，識(shí)別控制者的控制意圖，控制意圖轉(zhuǎn)換為控制指令后無(wú)線發(fā)送到蟑螂的電子背包接收器;蟑螂腦部的觸角神經(jīng)被植入了電刺激的微電極，這樣就制作出了一個(gè)可控的活體“機(jī)器動(dòng)物”。

利用藍(lán)牙通信技術(shù)，建立計(jì)算機(jī)同電子背包的無(wú)線通訊，電子背包可接收來(lái)自控制者大腦的指令，通過(guò)侵入式神經(jīng)電刺激技術(shù)向蟑螂的觸覺(jué)神經(jīng)發(fā)送特定模式的電脈沖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)蟑螂運(yùn)動(dòng)的控制。

這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了人腦實(shí)時(shí)控制活體蟑螂走S形軌跡和Z形軌跡等任務(wù)。

這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了人腦實(shí)時(shí)控制活體蟑螂走S形軌跡和Z形軌跡等任務(wù)。研究者指出，此項(xiàng)技術(shù)拓展了傳統(tǒng)的腦機(jī)接口技術(shù)，初步嘗試了“阿凡達(dá)”式的腦-腦通訊，將來(lái)亦可用于現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜地形偵查、排險(xiǎn)等操作，還為“腦聯(lián)網(wǎng)”的興起儲(chǔ)備技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

據(jù)悉，研究者近期還將繼續(xù)改進(jìn)控制模式，實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同控制多只蟑螂競(jìng)賽模式演示。