人机交互技术步入多领域应用时代

　　人机界面

　　人机界面也被称为“脑机接口”，它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备之间建立的直接连接通路，即使不通过直接的语言和行动，大脑的所思所想也可以借由这条通路向外界传达。

　　人机界面分为非侵入式和侵入式两种。在非侵入式人机界面中，脑电波是通过外部方式读取的，比如放置在头皮上的电极可以解读脑电图活动。以往的脑电图扫描需要使用导电凝胶仔细地固定电极，获得的扫描结果才会比较准确，不过现在技术得到改进后，即使电极的位置不那么精准，扫描也能够将有用的信号捡取出来。其他的非侵入式人机界面还包括脑磁图描记术和功能磁共振成像等。

　　为了帮助有语言和行动障碍的病患，美国、西班牙和日本的研究人员近年来已经相继开发出了“意念轮椅”，这些装置都是利用外部感应器来截获患者大脑发出的神经信号，然后将信号编码传递给电脑，再由电脑分析并合成语言或形成菜单式操控界面，来“翻译”患者的需求，并让轮椅按照这些需求为患者服务，让他们真正做到“身随心动”。

　　去年4月，美国威斯康星州立大学麦迪逊分校的生物医学博士生亚当·威尔逊戴上自己研制的一种新型读脑头盔，然后想了一句话：“用脑电波扫描发送到Twitter上去。”于是这句话出现在了他的微博上。由于技术限制，该设备每分钟只能输入10个字母，但却显示了可观的应用前景。闭锁综合征患者(意识清醒，对语言的理解无障碍，但因身体不能动，不能言语，常被误认为昏迷的病人)和四肢瘫痪者都有望依靠大脑“书写”文字、控制轮椅移动来重新恢复部分功能。

　　而侵入式人机界面的电极是直接与大脑相连的。到目前为止，侵入式人机界面在人身上的应用仅限于神经系统修复，通过适当的刺激，帮助受创的大脑恢复部分机能，比如可以再现光明的视网膜修复，以及能够恢复运动功能或者协助运动的运动神经元修复等。科学家还尝试在全身瘫痪病患的大脑中植入芯片，并成功利用脑电波来控制电脑，画出简单的图案。

　　美国匹兹堡大学去年在开发用大脑直接控制的义肢上取得了重大突破。研究人员在两只猴子大脑运动皮层植入了薄如发丝的微型芯片，这块芯片与做成人手臂形状的机械义肢无线连接。芯片感受到的来自神经细胞的脉冲信号被电脑接收并分析，最终可转化为机械手臂的运动。试验结果显示，这套系统行之有效。猴子通过思维控制机械手臂抓握、翻转、拿取，行动自如地完成了进食动作。

　　除了医疗领域，人机界面还有很多令人惊叹的应用。比如家庭自动化系统，可以根据是谁在房间里面而自动调节室温;当人入睡之后，卧室的灯光会变暗或者熄灭;如果有人中风或者突发其他疾病，会立即呼叫护理人员寻求帮助。

　　到目前为止，大部分人机界面都采用的是“输入”方式，即由人利用思想来操控外部机械或设备。而由人脑来接收外部指令并形成感受、语言甚至思想还面临着技术上的挑战。

　　不过，神经系统修复方面的一些应用，比如人工耳蜗和人造视觉系统的植入，可能开创出一条新思路：有一天科学家或许能够通过与我们的感觉器官相连，从而控制大脑产生声音、影像乃至思想。但与此同时，随着各种与人类神经系统挂钩的机械装置变得越来越精巧复杂、应用范围越来越广泛、并且逐步拥有远程无线控制功能时，安全专家们就要担心“黑客入侵大脑”的事件了。