关注DARPA首例人机交互实验成功，
2016-11-1 来源：不详 浏览次数：次之前DARPA展示了通过脑机接口用神经控制机械臂，如今又有了新的突破，它允许个人通过一个连接到机器人手臂的神经接口系统来直接在大脑中体验触觉。DARPA的史无前例的这项演示打开了人机交互的新可能。
DARPA资助的一个研究团队在人类历史上首次演示了一项技术，它允许个人通过一个连接到机器人手臂的神经接口系统来直接在大脑中体验触觉。通过实现大脑和机器之间的双向交流——运动的输出信号和知觉的输入信号——该技术最终可能使人与人、人与世界之间以一种全新的方式建立关系。
这项工作是由DARPA的变革假肢修复（RevolutionizingProsthetics）计划所支持，并由匹兹堡大学和匹兹堡大学医学中心执行。该研究结果在《科学转化医学（ScienceTranslationalMedicine）》期刊于今天在线出版的一份研究中有详细描述，该技术在匹兹堡的一个白宫创新活动中向奥巴马总统展示。
「DARPA先前已经展示了大脑对机器人手臂的直接神经控制，而现在我们已经完成了回路，从机械手臂向大脑发送信息，」DARPA生物技术办公室主任兼变革假肢修复计划的项目经理JustinSanchez说。「这个新技术从根本上改变了人机关系。」
该研究的一位志愿者NathanCopeland在年的一起车祸中摔断了脖子并弄伤了脊髓，导致他的身体从胸部以下都瘫痪了。距离事故发生将近10年后，Nathan同意参加临床试验并接受了手术，让四个微电极阵列——每个大约衬衫纽扣的一半大小——放在他的大脑中，两个在运动皮层，两个在对应于手指和手掌感觉区域的感觉皮层。研究人员将这些微电极阵列引出的电线布到由约翰霍普金斯大学的应用物理实验室（AppliedPhysicsLaboratory/APL)）开发的一支机器人手臂上。这支APL手臂包含了先进的扭矩传感器，可以检测到施加在他的任何一根手指上的压力，还可以将那些身体的「感觉」转换成电信号，由电线传输回Nathan大脑的微电极阵列中，来向他的感觉神经元提供刺激的精确模式。
在最初的一组测试中，研究人员轻触了机器人的每根手指，在Nathan被蒙着眼睛的情况下指出被触碰手指的准确度将近%。他说这种感觉就像是自己的手被碰了似的。
「有一次，该团队决定按两根手指而不是一根，他们没有告诉他」，Sanchez说。「他打趣地询问是否有人想捉弄他。在那一刻我们知道他通过机器人手所感受到的感觉近乎自然。」
这些最新研究结果建立在直接连接大脑与机器人手臂的一系列DARPA成就之上。与志愿者TimHemmes和JanScheuermann进行的早期研究展示了使用一个脑机接口来实现APL手臂的运动控制。「基于DARPA这些早期测试所取得的成功，我们想『我们能否反过来做这个实验？能否在感觉系统中做我们在运动系统中做的实验？』」Sanchez说。
DARPA在年的「等等，什么？一个未来的技术论坛（Wait,What?AFutureTechnologyForum）」活动中概述了其在触觉复原方面取得的成功，该活动汇集了思想领袖、专家科学家和工程师来产生新的想法并加速全新功能的开发进程。该研究的同行评审详细信息于今天发表的一篇杂志文章中被首次完整公布。
该接口系统是今天在白宫前沿会议（WhiteHouseFrontiersConference）中所展示的24项技术突破之一，Nathan和匹兹堡大学的研究带头人们在这次会以上谈论了这项技术——它对于脊髓损伤的人会意味着什么，以及它能够为社会打开什么新的可能性。
作为奥巴马总统的脑计划（BrainInitiative，全称「推进创新神经技术脑研究计划」）的一部分，DARPA的变革假肢修复计划正在资助一些研究工作以改善刺激模式，并加入了压力之外的新类型的知觉，来将近乎自然的运动控制和直觉传递给假肢修复用户。终有一天，这些改善以及相关的神经技术会实现大脑的认知功能和机器计算过程的无缝合作。
变革假肢修复计划不是DARPA实现截肢者恢复触觉的唯一项目。该机构的手部本体感觉与触摸接口（HandProprioceptionandTouchInterfaces/HAPTIX）计划正在寻求一种替代方法，使用外周神经系统在大脑和假肢之间交流运动指令与感觉反馈。该项目计划在年之前发起家庭实验，一个由FDA认证的完整HAPTIX假体系统。
