不看不听不摸也能玩——科学家实现人脑与虚拟世界直接交互

新华社北京12月8日电(记者彭茜)在电影《黑客帝国》中,基努·里维斯通过脑后插管直接与虚拟世界沟通。电影中的场景如今成为现实,美国研究人员近日成功实现通过直接的大脑刺激输入与虚拟现实世界交互,操作电脑游戏。

美国华盛顿大学的研究人员在没有依赖视觉、听觉和触觉等其他感知提示的情况下,仅靠直接向大脑输入刺激信号,成功让被试者操作了一个简单的二维电脑迷宫游戏。这一研究成果刊发在最新一期《机器人学与人工智能前沿》杂志上。

在研究中,被试者被要求背对屏幕,在脑刺激信号的帮助下完成在21个不同的迷宫中的导航任务,他们仅有向前和向后两个选择。做出选择的依据来自被称为“光幻视”的人工视觉刺激,即眼内网膜在受到刺激时所产生的看到光斑或光环的感觉。

研究人员利用神经科学脑研究中常用的“经颅磁刺激”以人工生成光幻视。这一技术是通过在头盖骨附近放置电磁线圈,直接和非侵入性地刺激特定区域的大脑。实验使用了二进制信息,被试者通过是否接收到光幻视来判断在迷宫行走时是否前方遇到障碍,这还可以在现实中帮助视觉障碍人群导航。

研究发现,5名被试者在实验中接受直接脑刺激输入后正确选择迷宫行走方位的概率达92%,如果没有这一引导,成功率仅为15%。而且随着研究的进行,成功率越来越高,这表明被试者可以通过不断的学习增强检测人工刺激的能力。

论文主要作者、华盛顿大学计算机科学与工程系教授拉杰什·拉奥说,目前虚拟现实技术主要依靠头盔、眼镜来创造虚拟的现实世界,“但其实最终制造现实世界的正是人的大脑”。

“我们希望回答的最根本问题是:大脑是否可利用直接传输过来的从未见过的人工信息,在无任何其他感知输入的情况下,完成虚拟世界的导航和其他任务?答案是肯定的,”拉奥说。这相当于赋予人了“第六感”。

但研究者表示,目前用于这一技术的设备十分笨重,无法在日常生活中携带,未来他们将致力于开发可在现实中应用的轻便设备。

研究人员还在探索如何改变直接脑刺激的强度和位置,以创造更为复杂的视觉或其他感官知觉。这不仅有助于协助视障等感官障碍人群,还会为虚拟现实和增强现实技术带来更真实的体验