脑机接口——用意念说话

脑机接口——用意念说话

很多人都知道霍金拥有一台极高科技含量的轮椅,能在无法动弹或者言语的情况下,合成语音,以与外界进行交流,甚至还因此著书立说。

但也可能有很多人不知道这台轮椅是如何工作的。其实霍金一开始可以用手指来敲打键盘输出文字,但随着病情的加重,手指也无法动弹。于是相继采用过眼球跟踪和脑电波识别的技术,但最终由于病情的加重而放弃。

后来的霍金是戴着一副安装了红外探测器的眼镜,通过识别脸颊的一块儿肌肉运动,来代替原来的按键。

至少在霍金在世的时候,他采用的已经是世界上最先进的语音合成技术。但科技的进步往往神速而出乎意料,如果霍金多活几年,他连肌肉都不用动,直接动动脑子,就能合成语音了。

因为,脑机接口技术,又搞了个大事情。

让脑电波开口“说话”的前夜

以脑机接口的方式,捕捉大脑电波,然后实现打字的目的,再进行语音合成输出,并不是一个很难的课题。

这种方式和对霍金的一小块儿肌肉进行捕捉原理上基本上没有差别,都是通过捕捉人对字母的强烈反应而实现语言的输出。不同之处在于,霍金由世界顶尖科技团队开发,可以采用单词联想的方式提高打字的效率。

这种方法听起来确实很高端,但打字的速度较慢,对参与者的精神集中有要求,而且抗干扰较弱。正常人想要顺利打个字都极度耗费体力,就更不要说那些身患阿尔兹海默症或者其他病症导致无法言语的病人了。霍金之前没有采用类似的方案,就是考虑到无法承受如此的体力消耗。

把脑电波合成为语音,总共分几步?

第一步,样本收集。

第二步,破译信号。

第三步,虚拟声道。

最后一步,就可以进行语音输出了。

技术落地尚远,“脑机”仍需努力

相较于“字母表模式”,这项研究的优势是显而易见的。

首先,语音合成速度会得到大大提高。字母表模式下,比如通过眼动或者肌肉块儿的捕捉,每分钟能成功输出10个单词左右。对于正常交流而言,一分钟说10个字,一方面的确很不便,另一方面确实很考验人的耐心。

而通过声道模拟语音,每分钟输出的单词可以达到150个,这与自然语言中每分钟100-150个单词已经几乎没有差别。实现正常人般的交流,可以说毫无压力。

其次,相较于捕捉大脑信号对字母的感应,语音产生的机电信号更为强烈,也就更容易捕捉。所以,这在很大程度上可以缓解因信号识别缓慢而导致语音合成效率低下和患者焦虑的问题,更进一步而言,也增加了患者的接受度。

但不管怎样,这也应该属于脑机接口技术的一次重大突破了。

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