还想上天吗？霍尼韦尔新技术实现用意念控制飞机
- 2016/12/14 8:51:01 13103
- 来源：工业头条
接下来我们就看看他是怎么描述这次奇幻之旅的：
这次飞行真是非常幸运，华盛顿州的天气很好，下午天朗气清，白云朵朵，风速很小，可谓是非常适合飞行的天气条件。霍尼韦尔试飞员Mike Dubbury十分沉着冷静地向我简要介绍了接下来的试飞安排，我将用“意念”驾驶霍尼韦尔测试机比奇King Air C90飞机。
我心中免不了紧张，因为这是我次开飞机，而且在接下来的独立试飞中，我还将完全通过“意念”，而非双手操纵飞行控制台。除了这个黑科技的发明团队以外，我将是用“意念”驾驶这架飞机的人。
Mike接着向我介绍了安全注意事项，另一位随行人员，霍尼韦尔航空航天的神经技术研究员，也是该项技术的发明人Santosh Mathan帮我穿戴好了意念控制装备。
Santosh将一个外形酷似游泳帽的东西戴在了我的头上。这个帽子内部有许多孔，Santosh将一些凝胶挤入这些孔中，然后将32个电极拧入帽中并贴合我的头皮。我拖着一条老式的带状电缆，就像是扎了一根马尾辫，电缆的另一端连接着电脑和点阵打印机，真是酷极了。
“我们一会将会在普吉特海湾进行一系列基本飞行动作——爬升、下降、转向等。” Santosh介绍道。作为一个没有飞行执照且没有飞行经验的人，你可以想象一下当时在跑道上等待起飞时的我，心里是多么忐忑。
霍尼韦尔已经将一个脑机接口装进了这架六座双涡轮螺旋桨发动机飞机的自动驾驶系统中。这套系统能够探测大脑皮层和脑电波的活动模式，观测某些可通过几分钟训练就形成的特定信号或脑波活动。在这架飞机上，这些特定信号或脑波将会转换为爬升、左转、右转、下降等操作命令。
Santosh表示：“我们认为飞行控制对开发、改善和测试我们的神经技术而言，是一个的应用场景。” 今天的飞行可能是他12年工作中激动人心的日子， 因为这套系统在飞行模拟器中运行表现良好，现在它将在我的控制之下进行一次实际飞行演示。
试飞员Mike执行起飞任务后的数分钟，我开始接管了这套系统。
Santosh让我执行的个命令是向上爬升。尽管没有“想升就升”那么简单，但操作体验非常直截了当。我坐在一个iPad大小的屏幕前方，屏幕上有着上、下、左、右箭头，中间是一个飞行高度指示器。每个命令周围的白色选择框会闪烁，每次闪烁的位置似乎是随机的。我的工作就是集中精力专注于某个方向的箭头，直到代表选中的绿色选框移到我关注的箭头方向上。
当绿色选框选择到正确的箭头方向时，我的大脑将会产生一个称为“事件相关电势”的电信号。这些微弱的脑电信号是在后脑的视觉感知区域产生，同时激发大脑皮层活动，其电压在10微伏以下，只有正常大脑活动信号的1/10。
并且，像眨眼这样的肌肉运动也会产生的信号，干扰我对飞机的操控。对我而言更具挑战的是——在起飞之前，我只在飞行模拟器中练习了15分钟。
在嘈杂、拥挤、紧张的狭小驾驶舱中集中注意力是一件困难的事。我的耳中夹杂着来自空管的对讲、仪表盘反射着闪烁的阳光、螺旋桨的噪音和紧张不安的情绪，这些因素都干扰着我。
我花了不少时间放松下来， 并将全部的心力放在观察箭头上。开始的几次操作，我都不敢相信这是飞机在执行我的命令。当我终于意识到自己成功用意念控制了飞机进行各种飞行动作时，我兴奋极了！飞机俯冲入云层、爬升、下降、环形飞行——这些动作可是完全靠我拼命“想出来”的！
每次把“意念”输入系统其实并不轻松。一次操作至少需要十秒钟时间集中注意力，需要你努力排除周围的一切干扰，专心致志。每次人机互动都煞费心力，我必须观察自己的命令是否被执行，然后快速返回控制界面，专注于下一个指令。
紧张而有趣的飞行很快结束，飞机降落后我感到有点头痛。我不确定这是由于我过分用力地使用了我的“意念”，还是飞行中的噪音和强光，亦或是头上的耳机和设备太紧造成的。
不管怎样，激动人心的是——我通过“意念”驾驶了一架飞机！这感觉就像是重返童年，并走进了令我神往的科幻童话。Santosh和我在飞机前拍了一张合影以纪念这个重要时刻。我想，这次试飞他一定和我一样紧张。他说：“在实验室中试飞是一回事，而看着一个人在有限的训练条件下完成这次飞行真是一种奇妙的体验。”
脑机交互（Brain-computer Interface, BCI）就是利用大脑神经活动时产生的脑电信号（EEG），实现人脑与计算机或其他电子设备的直接通信和交互，比如今天我们演示的飞行控制。它甚至可以进一步实现人脑和外部设备的双向信息交换，比如让人造手产生触觉反馈。研究人员希望他们某一天能够帮助残疾人重新感知世界。
走在该项技术领域前沿的BrainGate公司已成功在十余名患者身上植入了BCI，以求帮助他们应对因肌侧索硬化（ALS）或中风导致的瘫痪。还有人通过BCI控制机械手臂，当然这需要捕捉更的信号，因此通常他们会将电极植入头盖骨内。相比这些医疗应用领域，霍尼韦尔采用较低一级的信号分辨率避免了开颅手术带来的潜在危害。我的“术后康复”只需要抹抹肥皂、冲冲洗洗就完成了。
客观地来说，该项技术对于航空航天而言有着两个重大意义：
1. 一定程度上解放飞行员的双手
2. 成为真正“懂你”的安全管家
虽然目前这个“泳帽”（脑电极帽）的可靠性不够，正如曾在布朗大学和斯坦福大学从事这个项目的神经学专家Beata Jarosiewicz教授说的：“想要把这项技术运用在飞行的关键时刻，例如躲避地形或周围飞机，尚有些不切实际，但它着实是一个很有意义的探索。”
它让我们更深入地了解了飞行员在飞行过程中的各种认知状态，对未来驾驶舱的设计有很大意义。未来的飞行员无需专注于驾驶舱屏幕上的指令，神经技术将可能运用在阅读检查单、缩放地图、开关按钮这样易分心但对飞行安全并没有重大关联的任务上，这样可以在很大程度上腾出飞行员的双手，支持其他任务。
Santosh认为，这套系统的真正潜力在于研究如何让飞行员在各个飞行阶段保持专注。我们都知道人类是有极限的，而这项研究能够帮助监测飞行员执飞时的认知状态，从而提升飞行安全。同样，它也适用于汽车驾驶，尤其是在不久的将来即将普及的自动驾驶汽车。采用无创方式测量他们在驾驶过程中的认知状态，可以帮助计算机决定何时该切入自动驾驶，何时触发某一特定指令，何时需要将驾驶控制权归还至驾驶员或飞行员。
（原标题：霍尼韦尔这项技术逆天了！可以用意念控制飞机！）
全部评论