德国研究所Institute of Physics(IOP)和柏林工业大学(Technical University of Berlin)宣布,开发出了将脑波变化用于汽车刹车的系统。据介绍,脑波刹车比脚踩刹车的停车速度快130ms。在以100km的时速行驶时,130ms相当于3.6m的距离。有关研究的详细论文刊载在学术杂志《Journal of Neural Engineering》上。
事实上,目前许多高档车多已配备辅助刹车系统,当汽车侦测到危险,辅助刹车装置会立即启动。但是,德国柏林工业大学机器学习小组(Machine Learning Group)的研究人员认为,大脑意念刹车或许可以更有效,因为意念早于刹车动作。
![《图一 目前所测得的意念是在实验室中进行,真实开车该如何测得驾驶人大脑信号,是一大挑战。》](/art/2011/09/091038358280/p1.jpg)
《图一 目前所测得的意念是在实验室中进行,真实开车该如何测得驾驶人大脑信号,是一大挑战。》 |
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大脑煞车速度更快
其实一般人不论是在驾驶车辆或做任何运动,在身体开始动作前,通常大脑已经知道下个动作准备做什么。在大部分时候,这个在思考和行动间的时间延迟不是什么大问题,但如果是正在每小时100公里行进的车辆中,前方突然发生异状,这时候每一秒钟都变得非常珍贵了。 130毫秒或许看起来不多,但如果在高速行进的车辆能「读心」,便能在高速中提前3.6公尺停止,这可能就是驾驶者是受到惊吓或者受到伤亡的重大差别了。
在实验室中,研究人员采用电脑模拟真实情境,包括对向来车和弯曲道路等,他们要求每个受测者接上电极,在虚拟情境中以时速100公里(60英里)驾驶18公尺。电脑模拟的前方车突然出现刹车灯,迫使受测者不得不踩刹车,研究人员藉由脑波图(electroencephalography;EEG)和肌电图(electromyography;EMG)取得大脑信号。
据了解,该系统是在驾驶模拟器(Drive Simulator)上就座的司机头皮上安装脑波感测器,由此来确认踩下刹车踏板时,大脑的哪个部位最为活跃。同时,为了获知踩下刹车踏板之前的脚部反应,还在司机腿上安装了用于测量肌电(EMG)的感测器。
大脑实际传回的信号并非完全与刹车有关连,但此研究报告的主要作者Stefan Haufe发现,大脑潜意识伴随信号同步发生,时间早于刹车动作130毫秒,这段时间足以减少刹车距离3.6公尺( 12英尺)。
当驾驶模拟器以100km的时速行驶时,会再现急转弯道路或突然堵车现象。系统会提示司机与前方行驶车辆保持20m的距离。然后随机让前方车辆紧急刹车,进一步观察司机的反应。在针对18名测试者的调查中发现,驾驶员意识到他们需要减速刹车的时间,EEG的反应比脚踩刹车踏板平均快130毫秒。将EEG与EMG进行比较,多数情况下还是EEG更快。
德国研究人员模拟交通实境,将电极连接驾驶人头皮及右腿,感测器监视被测大脑的活动,测得刹车意念出现在刹车动作前130毫秒,可减少刹车距离3.6公尺。这是研究人员首次使用脑部信号预测驾驶人即将刹车,这项研究将来或可用于开发以意念刹车的技术。
脑波刹车两大争议
不过,这项研究也存在着两大争议。第一个争议是从大脑中取得的刹车意念渺小、且不够明显。纽约州卫生部沃兹沃斯中心(New York Department of Health’s Wadsworth Center)脑机介面(brain-computer interface)研究人员Gerwin Schalk指出,目前最大挑战是如何有效利用大脑这个重要却又微弱的刹车意念。此外,德国柏林工业大学研究员Benjamin Blankertz则认为,大脑会传回假信息,比如真实危险情况下,驾驶者可能会使用方向盘来转向、偏移或打空档滑行来避开车祸,不一定必须猛踩刹车,刹车动作会依据实际状况不同而采取,并非唯一方法。
第二个争议,则是目前所测得的意念是在实验室中进行,而真实开车上路该如何测得驾驶人的大脑信号,想必又是另一相当大的挑战。受测者在实验室中,坐在模拟器前,头部接上64个电极后且不能随意移动,如此才能自脑波图和肌电图中取得大脑资料。但实际驾驶汽车时,驾驶人却可以随意动作。
其实,以大脑意念控制刹车的研究仍在进行中,尽管研究成果或许无法真正开发出全自动刹车系统,但最终仍可能造就一个可考虑大脑讯息来辅助刹车的系统。