隨插即用的「義腦」!科學家結合機器學習,開發癱瘓者可用的人工介面

團隊認為,這能讓人工介面像是手臂一樣,真正成為使用者的「延伸」。
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▲Photo Credit: Shutterstock/ 達志影像
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科學家最近完成一項「義腦」試驗!他們利用機器學習讓義腦系統可以「隨插即用」,協助癱瘓者更輕易控制電腦介面。這項研究也刊登在生科領域權威期刊《自然生物科技》(Nature Biotechnology)上。

根據 TNW 報導,來自美國加州大學舊金山分校的神經病學教授 Karunesh Ganguly 指出,雖然近年腦機介面(brain computer interface;BCI)已取得大幅進展,但腦機介面仍然得每天重置、重新校對系統,沒辦法如同人類大腦的自然學習過程。

換句話說,目前的 BCI 就像是人類無法形成身體記憶,得每天從零開始學習如何騎自行車、如何游泳等。因此,這個系統把腦皮層電圖(electrocorticography;ECoG)陣列直接放在大腦表面上,並長期、穩定地監看大腦皮層的放電情況。

一開始,研究團隊讓一名四肢癱瘓的受試者進行試驗。當受試者看著移動中的電腦游標時,也想像自己的脖子和手腕正在轉動,這樣就會讓演算法逐步進行自我更新,讓游標的移動與大腦活動相符。

但因為這種方法太花時間,因此團隊又嘗試了新方法:讓演算法不需要每天進行重置,就能自動更新。 進行新試驗後,受試者也強化大腦的活動情況,最終團隊開發出一種可以控制介面的心理「模型」。此演算法就算不更新,受試者也不用每天重新調整,就能「隨插即用」該系統。

Karunesh Ganguly 表示,他們把演算法的更新速度控制妥當,平均每 10 秒更新一次,不會超過人類大腦的更新速度。這樣不僅能改善系統學習,也能在大腦和電腦這兩大學習系統間建立如同夥伴的關係,讓人工介面像是手臂一樣,真正成為使用者的「延伸」。

研究團隊也希望未來能應用在更複雜的機器系統(例如:義肢)中,藉此改善癱瘓者的日常生活。想要更進一步了解,也可參考 Karunesh Ganguly 的研究實驗團隊

核稿編輯:Mia

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