1.智能盔甲不再遥远在《钢铁侠》中，天才武器专家托尼?斯塔克（Tony Stark）的一身“金刚不破甲”让人好生羡慕。它不仅防弹、能飞，还装置了各式先进武器、遥感定位和通讯设备，甚至还有一个智能的管理系统与人直接对话。钢铁侠的潇洒身姿不禁令人遐想，如果我们用坦克装甲造一个同样结实的盔甲出来，再给它配上各种设备，岂不就可以实现拯救世界的梦想了？——可是等等，恐怕最让人头疼的是怎么让这个大家伙动起来。他怎么能来去自如，活蹦乱跳的呢？他没有操纵杆，也不按电钮，甚至不用发出任何语言指令。故事的原作者解释说，在这个科学幻想中，钢铁侠是通过意念来指挥的。他想出拳就出拳，想踢腿就踢腿，这个智能盔甲都会自动配合。Paramount供图钢铁侠意念术？是的，智能盔甲的梦想也许已不再遥远。人类的思想活动是建立在上亿个神经细胞之间传递的电信号上的，如果能据此把大脑的运动指令转换成机械指令，盔甲不就动起来了吗？人们已经有了捕捉这些信号的方法——脑电图（electroencephalogram，EEG）分析技术。EEG通过分布在头皮各个部位的电极，可以全面探测和记录传到大脑表面的电波。而当代电子计算机的迅猛发展，使人们能对这些信号进行快速的实时分析，从而推测出大脑的活动情况。人们研究EEG的初衷是为了探究意识的原理，治疗有行动障碍的病人。然而这种技术一旦成熟起来，其应用前景将会大大挑战人类的想象力。2.脑机界面原理在学术界，“意念控制系统”的学名叫作脑-机界面（Brain-Computer Interface）。一边是大脑，一边是电脑，两者之间的桥梁就是EEG。Getty Images供图EEG是由贝格尔（Hans Berger）医生于1924年首创的记录头皮表面脑电波的方法。目前人们已经知道人脑在不同活动状态下的电波有不同频率，比如闭上眼睛但保持清醒的时候，在后脑勺部位能探测到每秒波动8-12次的波，称为阿尔法（α）波；如果你开始犯困了，这个阿尔法就消失了，取而代之的是频率慢一些的西塔（θ）波，每秒钟大概4-7次，你接下来睡着了，那EEG就能测到更慢的波，德尔塔（δ）波，每秒只有3次，这时实验员把你叫醒了，你受了点小惊吓，快速的伽玛波（γ）波就出现了，每秒高于30次，最后你恢复了平静，脑波就慢下来成了贝塔（ß）波，每秒13-30次。这是比较粗略的分类方法，从这些脑波频率只能粗略地推知大脑所处的状态。因为大脑各处的神经细胞有不同的功能和特点，分布于头皮表面的各个电极得到的数据也是不一样的，不会全是阿尔法或者全是德尔塔等等。要更进一步地分析大脑到底在“想”什么，就得同时考虑这几十或上百个电极探测到的电波，而不是单独的哪个电极。这所有的数据综合起来，输送给电子计算机，就能实现对大脑的实时监控了。用脑机界面获得大脑的指令，听起来像“读心术”，其实是有差距的。当前的科学理论还不能解释什么样的脑电波代表哪一种心理活动。换句话说，我们无法设定一套“标准波”让计算机来对号入座。目前的办法是具体情况具体分析，让计算机自己去学习与它搭档的那个大脑的特点。因此，对每个脑机界面的使用者，第一件事就是进行预实验。预实验中人所处的环境比较简单，尽量排除各种干扰。实验员通过简单指令来获得对应的大脑活动电波，然后把这些特点作为模板，在实际应用时参照它来辨认出脑的活动。比如受试者坐在安静的屋子里，实验员发出一声指令“注意右边！”，在这之前和之后，受试者的脑电波就会有差异。计算机比对两段时间得到的数据，很可能发现前额部位的差异最大，而别的地方不明显 。这个结果就被计算机自动存储下来。在实际应用的时候，当计算机探测到前额部位出现了同样的变化时，就能判断出它的搭档正在把注意力集中到右边。为了实现意念盔甲的梦想，我们可以训练计算机去学习大脑发出运动指令时的EEG。比如在预实验中要求受试人想象自己抬起手臂，或者想象某个手指在动，记录下这些脑电波模板。那么在钢铁侠准备挥拳的时候，计算机发现他的脑电波和“挥拳”的模板最匹配，就启动盔甲的自动控制系统，完成挥拳的动作。3.脑机界面的应用钢铁侠穿钢戴甲是为了拯救世界，而脑机界面的设计者们则更多关注现实。这项技术和人工智能结合起来，也许会开启全新的智能机器时代。2007年，《连线》（Wired） 电子杂志报道了一个西班牙研究小组开发的轮椅。通过脑机界面，病人可以“想”右就右，“想”左就左。别看轮椅是个小东西，如果能由此推广到其他有轮子的大家伙上，那就不是一般的酷了。一辆能理解主人意愿的汽车，该有多贴心。许多因为措手不及而导致的公路惨祸可能就有不同的结局。那些猛然惊醒却手脚不听使唤的醉汉，如果有一个车内探测系统把大脑指令传给车轮而不是身体，也许就能避免一场悲剧。如果钢铁侠能用意念指挥盔甲，他也许没必要再亲自穿着盔甲上阵——远程控制不是更安全吗？“人类想，机器做”，脑机界面能弥补人工智能设计在控制上的不足。机器的自动控制系统没有人类的感觉系统那么灵敏和精确，那么干脆就通过人的感官来指挥吧。想象一个能在主人的注视下把家里犄角旮旯的灰尘都扫得干干净净的小机器人，会有多可爱。那些需要地质勘探的煤矿、水库、涵洞，如果能由机器人在科学家的“意念指挥”下进行探测，不仅能保护考察队员的安全，还将大大扩展探索的领域。Getty Images供图用思维控制机器除了上面这些“严肃”的领域，脑机界面也可能给电子游戏带来一场革命。《新科学家》（New Scientist）杂志于2006年报道了一个叫做“mind ball”（思维小球）的游戏。玩家戴上EEG头套，靠集中注意力，把小球引导滚入对方的洞中。游戏的技巧在于，你越紧张，球就越不听使唤。一场球赛的双方都争着使自己放轻松，而不是剑拔弩张。这样愉快又有趣的比赛，也许能让网吧里精疲力竭的孩子们出来放松一下。4.EEG主要技术困难EEG一个最大的不足就是它只能探测头皮表面的信息，而不能告诉人们这些脑电波来自大脑的哪些具体部位。这对研究大脑功能原理是一个不小的阻碍。另外，目前的脑机界面系统在为使用者建立“脑电波模板”的过程中，计算机的“学习效率”还不高。也就是说， 要经过很长的预实验阶段才能正确地辨认与脑电波对应的功能。而且人的EEG波形是会随着时间推移而发生变化的，已经建立起来的模板在一段时间后就会失效，需要重新进行预实验，让计算机重新学习。怎样设计出灵活的程序，让计算机能时时保持“读心”的准确性，是对人类智慧的一个挑战。
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