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大脑控制机器,机器读写大脑!DARPA在脑机通信上又新开一局!

 昵称1WQSrz3B 2018-04-01

DARPA的“下一代非侵入性神经技术”项目旨在开发一种高分辨率、便携式神经接口系统,能够一次读取和写入多个脑点。这种无创系统将先进神经技术能力扩展到健全个体,并可支持未来的国防部在改善人机组队方面工作的努力。

在过去的二十年中,国际生物医学研究界已经展示了越来越复杂的方法来实现人类大脑与设备进行交流,从而达到旨在提高生活质量的突破,例如访问计算机和互联网,以及最近实现的控制假肢。 美国国防高级研究计划局(DARPA)一直处于这项研究的最前沿。

DARPA的“革命性假肢”项目旨在帮助瘫痪的人使用大脑控制机器人手臂。来源-DARPA官网

脑-系统通信(brain-system communication)领域的最新技术采用了侵入式技术,可以与特定的神经元或神经元组进行精确的高质量连接。这些技术已经帮助了患有脑损伤和其他疾病的患者。然而,这些技术并不适合健全的人。 DARPA的新项目——“下一代非侵入性神经技术”(Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology,N3)目前正致力于通过非手术手段实现高水平的脑-系统通信。

DARPA的“神经工程系统设计”(NESD)旨在开发一种植入式神经接口,能够在大脑和数字世界之间提供前所未有的信号分辨率和数据传输带宽。来源-DARPA官网

“DARPA创建了N3,以寻求一种安全、便携的神经接口系统,能够一次读取并写入多个脑点。”DARPA生物技术办公室(BTO)N3项目经理Al Emondi博士表示: “高分辨率非侵入性神经技术一直难以捉摸,但是由于生物医学工程、神经科学、合成生物学和纳米技术的最新进展,我们现在认为这个目标是可以实现的。”

DARPA的“下一代非侵入性神经技术”项目旨在开发一种高分辨率、便携式神经接口系统,能够一次读取和写入多个脑点。这种无创系统将先进神经技术能力扩展到健全个体,并可支持未来的国防部在改善人机组队方面工作的努力。来源-DARPA官网

诸如脑电图和经颅直流电刺激等无创性神经技术已经存在,但远远不能满足现实世界中工作人员对精度、信号分辨率和便携性的高级应用需求。未来的N3研究人员将面临众多的科学和工程挑战以绕过这些限制。该项目迄今为止最大的障碍将是克服信号穿过皮肤、颅骨和脑组织时散射和弱化的复杂物理现象。

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BTO主任Justin Sanchez在DARPA未来技术论坛上的演讲:《神经生物技术》(中英双语字幕)

Emondi说:“我们要求多学科研究团队构建能够与大脑非常小的区域进行精确互动的方法,前提是不会牺牲信号分辨率或在N3系统中引入不可接受的延迟。”在N3中将考虑的唯一技术途径必须是一个可行的最终用于健康人体的方案。

如果项目早期交付的成果克服了物理挑战以及串扰和低信噪比的障碍,那么随后的项目目标将包括开发用于解码和编码神经信号的算法,将感测和刺激子组件集成到单个设备中,评估该系统在动物模型中的安全性和有效性,并最终征集人类志愿者测试该技术。

DARPA打算利用4年时间通过N3项目得出一个双向系统的演示结论,这个双向系统可用于与国防相关的任务,这个任务可能包括与无人机的人机交互、主动网络防御系统或其他适当装备的国防部系统。如果项目成功的话,N3技术最终可以在国防部的这些相关领域中找到应用,从而改善人机交互,例如通过计算机系统与人类合作以跟上未来军事任务的预期速度和复杂性。

脑-系统通信技术的突破对于实现人机组队的作战样式变革具有重大意义

“智能系统将对未来我们的部队运行方式产生重大影响,现在是时候考虑人机组队的实际情况以及如何实现。”Emondi表示: “如果我们把最好的科学家放在这个问题上,我们会推翻当前的神经接口方法,并打开通向实用、高性能接口的大门。”

作为研究人员的辅助手段,DARPA邀请联邦监管机构从N3项目开始就参与其中,帮助他们在开始开发技术时更好地理解监管角度。在该计划的后期,这些监管机构将再次作为一种顾问资源,根据需要为研究性设备豁免和研究性新药在提交申请的策略上提供指导。

DARPA正在考虑神经技术更普遍的道德、法律和社会方面,以及它如何不仅影响军事行动,而且影响整个社会。N3项目起始之初就设立了独立的法律和道德专家机构,将继续帮助DARPA思考N3技术形成后出现的新情况。这些专家还将有助于就如何最大限度地利用这些新技术带来的社会效益开展更广泛的对话。另外,N3提案者还必须描述识别和解决其工作潜在的道德和法律影响的机制。随着研究的进展,公布的N3结果将进一步促进对新兴技术的广泛考虑。

DARPA将于2018年4月3日在弗吉尼亚州阿灵顿举办提案者日,以提供更多关于N3的信息。有关其他信息,包括注册,请访问:www.fbo.gov/spg/ODA/DARPA/CMO/DARPA-SN-18-38/listing.html。

完整的项目细节将包含在即将发布的广泛机构公告中,并发布到联邦商业机会网站。

感谢编译/述评:防务菌

https://www./news-events/2018-03-16

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