脑控技术驾驭无人机：佛罗里达大学举办脑控无人机大赛的科技感展示

2023-07-23 理论教育版权反馈

【摘要】：2016年4月，佛罗里达大学举办了一场别开生面的脑控无人机大赛。从比赛效果来看，脑控的灵敏度还有待提高，飞行距离较短，且全程都需要专门人员紧跟着无人机来保护它的安全。但将脑控技术与无人机的比赛结合实属罕见，充满了未来科技感，如此效果依然十分引人关注。

电影《阿凡达》中，未来世界有一个奇幻的潘多拉星球，上面有梦幻花园般的景色，也有价值连城的矿产资源。为了获取矿产，地球人类启动了“阿凡达计划”，用人类与纳美部落基因结合，培养外形符合纳美人特征的“阿凡达”，并以人类的意念思维控制，让其打入纳美部落内部。

这听起来似乎只是电影或者科幻小说里才会发生的故事，在现实生活中，意念控制也正在发生，只不过原理不同，达到的技术水平也不同。电影里面是纯生物手段，而且相当成熟。现实中则是生物和电子技术，还处于雏形期。

2016年4月，佛罗里达大学举办了一场别开生面的脑控无人机大赛。16名参赛选手眼睛盯着计算机屏幕，头戴一种特殊检测装置，用于检测大脑产生特定思想时的脑电波活动。头脑中想象的前、后、左、右等动作会被翻译成计算机指令发送给无人机，这样选手们就能够通过“意念”操纵无人机完成常规动作，使其在9米长的赛道上飞行。

从比赛效果来看，脑控的灵敏度还有待提高，飞行距离较短，且全程都需要专门人员紧跟着无人机来保护它的安全。但将脑控技术与无人机的比赛结合实属罕见，充满了未来科技感，如此效果依然十分引人关注。

佛罗里达大学举行的脑控无人机竞赛

借助脑电波头戴，只用想一想就能发号施令，这是多少人梦寐以求的功能，尤其对于行动不便的人士来说更是一个福音，“心想事成”在脑控技术方面得到了诠释和验证。

这一切之所以能够实现，是因为人类的一切活动都是由大脑支配的。大脑是所有运动和语言机能的控制中心，它以外部神经为媒介向身体发出指令，即使身体和外部神经受损，大脑依然能保持正常活动。一百多年前，人类就发现了大脑上存在电信号，并加以放大研究，发现了脑电波的α、β、δ、θ四种类型：当人的大脑处于紧张，精神高度集中时，脑波的频率在12～38赫兹之间，这个波段被称为β波；当人注意力下降，精神放松时，脑波的频率会下降到8～12赫兹，也就是α波；进入睡眠状态后，脑波频率进一步下降，被分为θ波（4～8赫兹）和δ波（0.5～4赫兹）。这种随着情绪波动而变化的特性，让人类对于脑电波的开发利用成为可能，尤其前两种波段最具价值。

脑控技术就是基于大脑思维的这种特性，通过电子接口来实现脑电波到计算机控制指令的转化，中间需要经过：脑电波头戴—放大器—计算机（信号处理与识别、驱动控制）—被控对象这一流程，放大器与计算机之间，计算机与被控对象之间一般都是通过无线方式连接。

20世纪末，美国IBVA技术公司发明一个计算机游戏软件叫“接吻”，这个软件不需要键盘，也不用鼠标或者操控杆，参与游戏的双方只要戴上头戴设备，通过同一个输入端口，想象互相亲吻对方，屏幕上就会显示出接吻的画面，而两个人实际上并没有接触。

这是关于脑控技术比较早的研究，经过几十年的发展，脑控技术在通信技术、准确率等方面都得到了很大的改善。到了2014年，美国哈佛大学医学院的研究人员已经在动物身上实现了异体操控功能，他们试验了两只猴子：一只作为发出指令的“主体”，另一只则作为被控对象“阿凡达”。“主体”猴子的大脑被植入一个芯片，用于监测大脑支配每个身体动作时所产生的神经元电活动；“阿凡达”猴子的脊髓植入了36个电极，并服用了镇静剂。两者身上的装置通过仪器连接，“主体”控制“阿凡达”完成上下移动光标的动作，结果表示，任务成功率高达98%。

脑控技术可能存在的巨大开发价值，已经让包括军事、医疗、无人机等领域青睐。据《解放军报》报道，美国国防部高级研究计划局（DARPA）在其2013年预算报告中披露了一项名为“阿凡达”的项目，第一期研发经费为700万美元，最终目的是要打造出一种可用人脑远程控制、类似阿凡达一样的“类人机器人”军团，以代替战场上浴血奋战的将士，进而在未来作战中真正实现“零伤亡”的神话。美国《星条旗报》2016年也报道称，美国亚利桑那州立大学正致力研究一种创新技术，目的是让空军飞行员使用大脑控制多架蜂群无人机，完成向某个方向移动、向四周分散、绕目标盘旋等动作，受试者已经能够在实验室内实现单人控制4架无人机。

不过，从实验室到上场杀敌，中间还隔着万水千山，技术还远没有达到理想的状态水平。现在我们所能看到的，大多是只能执行简单操作且灵敏度十分有限的脑控小车、脑控轮椅和脑控小型无人机等，且大部分都是试验品。市面也出现过专门用于控制无人机的头戴式产品，京东众筹上一款用于控制无人机的头戴式产品，筹集了60多万元，支持人数达到了3704，项目达成率630%，而反馈却差强人意。

脑控无人机的应用价值是：让行动不便的人士享受无人机的乐趣；为商业上的无人机产品增加趣味和科幻性；为无人机竞技增加一种形式……至于脑控无人机有没有可能在军事领域发挥价值，起码目前看来，还有很长很长的路要走。

脑控技术驾驭无人机：佛罗里达大学举办脑控无人机大赛的科技感展示

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