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人類與機器的結(jié)合體,誰是第一個真正的半機械人

2021/11/12 9:20:31 來源:新浪科技 作者:任天 責(zé)編:江離

北京時間 11 月 12 日消息,半機械人有時又稱為“生化人”,或者音譯為“賽博格”(cyborg)。事實上,“cyborg”的含義并不止于人類,而是控制論有機體(cybernetic organism)的簡稱,指的是有機體與生物機電一體化的生物。

從電影、漫畫到小說,半機械人在虛構(gòu)的文化作品中無處不在。不過,誰是第一個真正的半機械人呢?

借助一個與神經(jīng)系統(tǒng)相連的手臂植入物,凱文?沃威克可以通過網(wǎng)絡(luò)控制遠在地球另一端的機械手。這是第一個以科學(xué)名義進行的半機械人實驗。

對于這個問題,英國工程師、雷丁大學(xué)和考文垂大學(xué)的榮譽教授凱文?沃威克或許能為我們提供答案。在他的左前臂上,醫(yī)生們劃開了一道口子,然后釘入了 100 顆硅釘,直接與他的神經(jīng)系統(tǒng)相連。這些硅釘?shù)哪┒搜b有鉑電極,可以讓他的身體接收到外界 —— 比如一臺計算機 —— 的信號,然后再把這些信號傳遞出去。

正是因為這個手術(shù),沃威克在 2002 年成為了世界上第一個半機械人。通過將身體與機電技術(shù)融合,他的常規(guī)人類能力得到擴展,就像科幻小說里所描述的那樣。有了這種植入物,他可以與計算機連接,通過互聯(lián)網(wǎng)控制世界另一端的機器人;此外,他還能像蝙蝠一樣感知超聲波?!斑@就好比,你的大腦突然之間就有了一種超能力,”沃威克說道。

根據(jù)相關(guān)資料,“cyborg”一詞最早是由美國紐約州羅克蘭州立醫(yī)院動態(tài)模擬研究室的神經(jīng)生理學(xué)家和工程師曼菲德?克萊恩斯在 1960 年創(chuàng)造的,他與一個生理儀器和電子資料系統(tǒng)的設(shè)計師內(nèi)森?克萊恩提出,未來有可能出現(xiàn)一種人類,在經(jīng)過強化后,這種人類可以在地球以外的環(huán)境中生存;當(dāng)人類開始進入深空探索的新領(lǐng)域時,人類與高科技機械的融合將成為必要條件。不過,自 20 世紀(jì) 20 年代以來,類似半機械人的生物就已經(jīng)出現(xiàn)在科幻小說中,“cyborg”一詞的含義也相當(dāng)廣泛,會根據(jù)來源的不同而變化。

韋氏詞典將“cyborg”定義為“仿生人”,其中“仿生”的含義便是通過電子或機電設(shè)備增強生物的能力或表現(xiàn)。據(jù)美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院伯納德?貝克爾醫(yī)學(xué)圖書館的資料介紹,第一個佩戴式電子助聽器是在 20 世紀(jì)初發(fā)明的。但是,電子助聽器雖然可以幫助那些聽力受損的人,卻無法給予他們額外的、超乎常人的能力。因此,將助聽器佩戴者稱為“仿生人”是否準(zhǔn)確還存在爭議。其他醫(yī)療技術(shù)奇跡也是如此,比如植入體內(nèi)輔助心臟跳動的心臟起搏器。

沃威克在 1998 年接受了第一個植入物:一個簡單的射頻識別(RFID)芯片被植入他的手臂皮膚下。在他位于雷丁大學(xué)的實驗室里,與電腦連接的天線可以探測到射頻識別芯片傳輸?shù)臒o線電波;當(dāng)沃威克靠近時,接收到信號的電腦就可以開始執(zhí)行任務(wù),比如打開電子門。不過,在沃威克看來,2002 年的植入手術(shù)才真正為他贏得了“半機械人”的稱號,因為植入物與他體內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)整合在一起,擴展了人體的生物學(xué)能力。

隨著纖維組織在植入物的周圍生長,將其固定在手臂內(nèi)部,這也意味著人體已經(jīng)接受了這些外來的電子設(shè)備。植入物的硅釘可以檢測到經(jīng)由神經(jīng)系統(tǒng)傳遞的信號,而連接到植入物的計算機可以實時破譯這些信號。計算機還可以通過硅釘將信號傳遞給沃威克的神經(jīng)系統(tǒng)。這種連結(jié)意味著植入到沃威克手臂的技術(shù)已經(jīng)成為他的一部分。“但與此同時,它也給了我作為人類所沒有的能力,”沃威克說道。

例如,他可以在英國移動一只遠在美國紐約的機械手,就仿佛這是他自己的手。具體來說,他的大腦發(fā)出了指揮手指握成拳頭的指令,經(jīng)過連接植入物的計算機解讀后,通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到世界的另一端,由另一臺計算機接收,并指揮機械手握成拳頭。這只金屬機械手裝有傳感器,可以通過互聯(lián)網(wǎng)將信號發(fā)回沃威克的神經(jīng)系統(tǒng),使他的大腦接收到脈沖形式的信號。脈沖頻率越高,機械手就握得越緊。“我能感受到手的感覺,”沃威克說,“這種感覺非常強烈?!?/p>

在使用植入物的三個月時間里,沃威克進行了多項實驗,控制機械手便是其中之一。在另一項實驗中,他將植入物與一頂裝有超聲波傳感器的改裝棒球帽連接,由此獲得了類似蝙蝠的感知能力。傳感器將信號以脈沖的形式發(fā)送到他的神經(jīng)系統(tǒng),當(dāng)不同的物體靠近他時,脈沖的頻率就會不同程度地升高。

沃威克最重大的“頓悟時刻”發(fā)生在他將自己的神經(jīng)系統(tǒng)與妻子伊蕾娜?沃威克的神經(jīng)系統(tǒng)連接起來的時候。當(dāng)時,他的妻子也在手臂的神經(jīng)上植入了電極。他看不見她在做什么,但當(dāng)她張開和握緊手指時,他能感覺到。與機械手類似,沃威克的神經(jīng)系統(tǒng)接收到了脈沖信號,使他感覺到了伊蕾娜在做什么。

沃威克夫婦并不是唯一在半機械人歷史上占有重要地位的人物。早在 2004 年,內(nèi)爾?哈維森就成為世界上第一個獲得政府法律認(rèn)可的半機械人。他是世界上第一位在頭骨上植入天線的人,而這種“賽博格天線”實際上是一種用來擴展色彩感知的傳感系統(tǒng),使他能夠“聽到”顏色。從 2004 年起,該天線就永久固定在哈維森的頭上。當(dāng)時,哈維森的英國護照在續(xù)簽時被拒絕,因為英國護照署不允許他帶著電子設(shè)備出現(xiàn)在護照照片中。經(jīng)過數(shù)周的溝通,他的照片終于被接受。

作為一位藝術(shù)家和半機械人活動家,哈維森生來就是色盲;賽博格天線使他能夠感知到顏色,并將它們轉(zhuǎn)換成他能聽到的聲音,每一種顏色都有獨特的音符。這項技術(shù)甚至能讓他聽到一些人類看不見的顏色,比如紅外線和紫外線。與沃威克在 2002 年植入手臂的設(shè)備不同,哈維森的天線是一個永久性的固定裝置。

然而,半機械人的定義可能意味著更多的植入物。根據(jù)《牛津參考資料庫》(Oxford Reference)的定義,半機械人是一種雜合體:一半是人,一半是機器??茖W(xué)家彼得?斯科特-摩根通過人工智能和機器人技術(shù)來治療他的運動神經(jīng)元疾病,比如將氣管與外部呼吸機連接,從而幫助呼吸并使用合成聲音說話,就像已故的理論物理學(xué)家斯蒂芬?霍金。2020 年的紀(jì)錄片《彼得:人類賽博格》(Peter: The Human Cyborg)記錄了他的研發(fā)進展,但與霍金不同的是,斯科特-摩根計劃通過與大腦相連的植入物來控制他的技術(shù),并研發(fā)一種比他的身體更強壯的自動駕駛機器人外骨骼。

沃威克沒有需要克服的肢體殘疾,他也已經(jīng)退休,不再進行利用技術(shù)手段來提升自己身體的實驗。不過,他并不排除再進行一次植入手術(shù)的可能性。對于近年來人類在半機械人領(lǐng)域取得的緩慢進展,沃威克感到十分失望。他表示,他的半機械人實驗在學(xué)術(shù)上并沒有引起多大轟動,這項工作也從未被他的同行完全接受。

在沃威克的預(yù)想中,今天的很多人大腦里都應(yīng)該有植入物,僅僅通過思考就能夠相互交流。然而,“沒有任何人在做這些,這真的很令人失望,”沃威克說道。

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