老鼠能“聽懂”人話,并按照人的指令完成“前進(jìn)”、“左轉(zhuǎn)”、“右轉(zhuǎn)”、“旋轉(zhuǎn)”等指定
動作,這聽起來好像是天方夜譚的故事,但昨天記者在山東科技大學(xué)機(jī)器人研究中心采訪,親眼目睹了頭上插著微電極的大白鼠(圖)按照專家的指令完成上述動作的時(shí)候,還是被眼前的這一幕驚呆了!斑@只是我們的初步研究成果,將來我們將把這種技術(shù)移植到人腦當(dāng)中,相信用不了多久,中風(fēng)患者、高位截癱患者以及肢體殘疾的人將從中受益!弊蛱,機(jī)器人研究中心項(xiàng)目負(fù)責(zé)人蘇學(xué)成教授將“動物機(jī)器人”的構(gòu)造原理的核心“機(jī)密”向記者揭示出來,他說,昨天該中心已經(jīng)將試驗(yàn)成果報(bào)送國家自然研究基金委員會,申請專項(xiàng)資金用于“動物機(jī)器人”的研究。
構(gòu)想源于微型機(jī)器人
67歲的蘇學(xué)成教授雖是一頭華發(fā),但精神矍鑠,“我的專業(yè)是信息科學(xué),但自從我5年前開始癡迷用人工電信號控制動物的神經(jīng)系統(tǒng),使動物變成“機(jī)器人式”動物的研究后,就從此一發(fā)不可收拾。”蘇學(xué)成說,“動物機(jī)器人”這一構(gòu)想源于1997-1999年國家自然研究基金項(xiàng)目———蛇形機(jī)器人的研究實(shí)踐。研究中發(fā)現(xiàn)或直觀感覺,微小型機(jī)器人研發(fā)的“瓶頸”之一是其自身攜帶能量能力的限制,“微型機(jī)器人自身攜帶的能量主要消耗在自身運(yùn)動上了,機(jī)器人即使能運(yùn)動到達(dá)目的地,但當(dāng)其開始“做事”時(shí),能量已經(jīng)耗盡了,因而無力去做并把信息傳回了。”蘇教授說,這時(shí),他突發(fā)奇想:“能不能將機(jī)器人移植到動物身上?借助動物自身的能力完成運(yùn)動,而由動物攜帶的電池能量僅用于對動物的控制和用于通訊,這樣一來,能量的問題不就解決了嗎!
百只白鼠“犧牲”實(shí)驗(yàn)室
“對于生命科學(xué)和解剖學(xué)我絕對是門外漢!碧K教授說,2004年8月,“動物機(jī)器人”研究工作正式啟動,中心特地聘請了醫(yī)學(xué)專家“加盟”,他的工作主要是來處理用于試驗(yàn)的小白鼠!拔覀兊脑囼(yàn)原理是用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生具有一定規(guī)律的電信號編碼,通過植入白鼠腦內(nèi)的數(shù)根微電極將這些電信號施加到具有特定功能的神經(jīng)核團(tuán),從而使大白鼠在神經(jīng)核團(tuán)的控制下實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進(jìn)等特定動作!碧K教授說,醫(yī)學(xué)專家主要是將小白鼠的頭蓋骨揭開,而后將微電極線插入小白鼠大腦中的神經(jīng)核團(tuán)上,“整個(gè)手術(shù)的過程如同雕花,稍有閃失,小白鼠將立即斃命!碧K教授說,為了這項(xiàng)研究,100多只小白鼠付出了生命代價(jià)。
白鼠聽話靠胡須反應(yīng)
“其實(shí),小白鼠在服從人類指令的過程中是聽不懂人話的!碧K教授在向記者揭露其中的奧秘時(shí)笑著說,小白鼠向左、右轉(zhuǎn)動的原因是根據(jù)胡須的神經(jīng)反應(yīng),當(dāng)它們左面的胡須感覺到碰到異物的時(shí)候,自然就會向右轉(zhuǎn),反之相同;而讓小白鼠徑直前行的原因來源于它的愉悅神經(jīng),只要讓小白鼠產(chǎn)生愉悅的感覺,它就會直線跑下去!霸谠囼(yàn)的過程中,計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令信號通過植入白鼠腦內(nèi)的微電極線刺激小白鼠兩側(cè)的胡須反應(yīng)神經(jīng)和愉悅神經(jīng),因此小白鼠就會根據(jù)人類的指令完成規(guī)定的動作!碧K教授說。
試驗(yàn)最終獲得成功
但在進(jìn)入實(shí)際的試驗(yàn)過程后,卻并不是一帆風(fēng)順。“我們剛開始用白鼠試驗(yàn)的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)移植了微電極線的白鼠根本不聽從人們的指揮,它們只是在窩里瞎跑亂撞!彪y道是試驗(yàn)原理出現(xiàn)了問題?蘇教授說,信息科學(xué)和生命科學(xué)的專家立即展開調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)是用來試驗(yàn)白鼠的頭部創(chuàng)口出現(xiàn)了感染的情況!鞍资箅m然接受了人類下達(dá)的指令,但因其自身疼痛的神經(jīng)信號要大于人類發(fā)出的指令神經(jīng)信號,因此,它就會出現(xiàn)拒不服從命令的情況。”蘇教授說,他們立
即停止試驗(yàn),等到白鼠頭部的創(chuàng)口愈合后,再次實(shí)施試驗(yàn),這一次,用來試驗(yàn)的5只白鼠,全部接受了人類下達(dá)的指令,試驗(yàn)成功了。
記者徐勇馮琳攝影報(bào)道