用「意念」就能开车？他们是怎么做到的？
在你看这篇文章的时候，是大脑控制了手的点击和眼球的移动，还是由大脑思考这句话的真正含义？大脑除了控制我们自己的身体外，还能控制什么？ 南开大学和长城汽车合作设计了一辆「 脑控汽车」，通过意念，你就可以开动一辆 SUV。用意念开车？虽然听起来有点科幻了，但他们真的做到了。他们是怎么做到的？原理是什么？有人说意念不够强的人开不了？带着种种疑问，我去了一趟天津，采访了南开大学脑控汽车的研发团队。 从人脑到汽车 这辆汽车由一辆普通的哈佛 H9 改装而来，基本原理是采集脑电信号，通过一系列算法，得出结果再给汽车下命令，再由汽车执行。过程很复杂，还得一步一步讲。 首先我们要引入一个概念，就是「 脑机接口」（Brain-Computer Interface，简称 BCI），这也是这辆脑控汽车的本质所在。维基百科对脑机接口的解释是「 人或动物的脑部（或者脑细胞培养物）与外部设备的电脑或机器建立的直接连接通路。」 「 意念」 只是一种比喻，其本质是「 脑电波」。中学的生物知识告诉我们，人身体本来就是有微弱电流存在的，脑部也是一样。当我们思考的时候，大脑中神经元的离子电流产生的电压波动，这种波动会反映在大脑皮层或头皮。你只要知道有「 电压波动」 就可以，至于为什么，那就是生物学范畴了。 从脑电波到最终控制汽车，会经历三个阶段：采集信号、提取特征、设备控制，而每个过程都足以在大学开几门课程来讲，在此只简单介绍。 头皮的电压波动，是「 采集信号」 阶段的数据来源。目前已经有商业公司将其产品化，比如 Emotiv、OCZ、神念 Nerosky 等，南开大学这辆脑控汽车使用了 Emotiv 公司的脑电波检测器，戴在头上就可以，属于「 非侵入式」 脑机接口。虽然这种方式可以采集到信号，但是信号分辨率不高，这也是研究团队需要解决的问题。 除了非侵入式脑机接口，还有侵入式脑机接口。这就得开刀了，想想还是算了… 提取特征，是脑控汽车研究团队的主要任务。收集到信号后，检测器通过蓝牙把数据传输给电脑。他们做了一套相应的算法，把收集到的数据进行处理、分类。如果收集到的某段数据，符合某特征（提前在电脑里设定好的），就通过通讯板、控制器等硬件，向汽车发送指令。 设备控制，就是要实现最终的机械动作，具体到这辆车上就是加速、刹车等。由于现在的汽车越来越电子化，拿下汽车 CAN 协议就可以控制整辆车。在南开大学和长城汽车的合作中，应该是长城汽车开放了 CAN 协议和所有接口。 如何控制你的「 意念」？ 「 意念」 这个词听起来挺玄乎的，到底如何控制你的意念？在用大脑控制汽车的时候，想点什么好呢？ 由于每个人的个体差异性太大了，所以不同的人想象「 刹车」 的脑电波还是有所差异的。在使用大脑控制汽车之前，需要经过相应的训练，比如教你如何产生一些符合触发条件的脑电波，以提高识别率。这听起来有点抽象，很像「 开脑洞」，万一碰上脑洞比较大的人就麻烦了。那么还有一种办法，叫做「 运动想象」。 「 运动想象」 就是通过想象自己某些肢体的动作，来产生符合条件的脑电波。这种办法优于「 开脑洞」，因为人类对大脑不同部位所负责功能认识已经比较清楚了。比如，大脑左半球负责右侧肢体运动，右半球负责左侧肢体运动等等。 除了人有意识地主动控制大脑外，还有相对「 被动」 的方式，比如「 视觉诱发电位（Visual Evoked Potential，VEP）」。 「 视觉诱发电位」 的原理是视网膜受刺激，大脑枕叶皮层会产生相应电位变化。比如，让人观看以某频率闪烁的小方块，这时人会「 下意识」 地产生某些脑电波，相对来说这种信号更有规律。其实，这本是医学临床检测视觉神经的手段。 脑控汽车的未来在哪里？ 南开大学的这辆脑控汽车，是校企合作的科研成果，而不是产品。我们不能从产品的角度出发，去给它下定义。这辆车的本质还是「 脑机接口」 技术，这项技术在医学方面应用已经比较多了。 「 脑机接口+汽车」 的方式，也可以衍生出很多玩法。现在南开大学这辆车可以实现前进、后退、刹车、锁车、解锁操作，从现场展示来看，识别率依然有待提升。他们计划加入更多功能，比如转向等。 只要能读懂人脑，就可以以此为基础扩展出更多的功能。比如监测司机健康程度、疲劳程度、有无饮酒等等，以此来规范驾驶员行为。 看到脑控汽车，很多人会联想起谷歌的无人驾驶小车。那么无人驾驶和脑控驾驶又是怎样的关系？脑控汽车项目的负责人段教授表示，在一定程度上，无人驾驶技术可以促进脑控汽车的发展。无人驾驶是汽车执行命令，而脑控是让汽车读懂人的想法。 脑洞可以很大，但是落地需要考虑的很多，其核心问题还是「 识别率」。 原创声明： 本文为 GeekCar 原创作品，欢迎转载。转载时请在文章开头注明作者和「来源自 GeekCar」，并附上原文链接，不得修改原文内容，谢谢合作！ 同时欢迎关注 GeekCar 微信公众号： GeekCar 极客汽车 （微信号：GeekCar）& 极市 （微信号：geeket）。
南开大学科研团队开发「脑动汽车」
摘要：科研人员头戴装有 14 个感应器的特制头罩，捕捉人脑运作时产生的脑电信号，反馈给计算机处理系统，使汽车能够准确执行开关车门、调节后视镜等操作。 7 月 3 日，由天津南开大学机器人与信息自动化研究所段峰副教授领衔的研究团队，在校园内展示他们最新研发的脑电信号汽车控制系统。在一辆装载着 GPS 系统、计算机处理系统、车载电子控制单元等装置的汽车中，科研人员头戴装有 14 个感应器的特制头罩，捕捉人脑运作时产生的脑电信号，反馈给计算机处理系统，使汽车能够准确执行开关车门、调节后视镜等操作。 据介绍，这一科研成果在国内首次实现脑电信号与汽车控制系统的「 联通」，让「 脑动汽车」 不再遥远。 注：本文转自 爱极客