老鼠能“聽懂”人話,并按照人的指令完成“前進”、“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。”昨天,機器人研究中心項目負(fù)責(zé)人蘇學(xué)成教授將“動物機器人”的構(gòu)造原理的核心“機密”向記者揭示出來,他說,昨天該中心已經(jīng)將試驗成果報送國家自然研究基金委員會,申請專項資金用于“動物機器人”的研究。
構(gòu)想源于微型機器人
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“機器人式”動物的研究后,就從此一發(fā)不可收拾!碧K學(xué)成說,“動物機器人”這一構(gòu)想源于1997-1999年國家自然研究基金項目———蛇形機器人的研究實踐。研究中發(fā)現(xiàn)或直觀感覺,微小型機器人研發(fā)的“瓶頸”之一是其自身攜帶能量能力的限制,“微型機器人自身攜帶的能量主要消耗在自身運動上了,機器人即使能運動到達目的地,但當(dāng)其開始“做事”時,能量已經(jīng)耗盡了,因而無力去做并把信息傳回了!碧K教授說,這時,他突發(fā)奇想:“能不能將機器人移植到動物身上?借助動物自身的能力完成運動,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”實驗室
“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的小白鼠!拔覀兊脑囼炘硎怯糜嬎銠C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,從而使大白鼠在神經(jīng)核團的控制下實現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進等特定動作。”蘇教授說,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)核團上,“整個手術(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,為了這項研究,100多只小白鼠付出了生命代價。
白鼠聽話靠胡須反應(yīng)
“其實,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!霸谠囼灥倪^程中,計算機發(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。
試驗最終獲得成功
但在進入實際的試驗過程后,卻并不是一帆風(fēng)順!拔覀儎傞_始用白鼠試驗的時候,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。”難道是試驗原理出現(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,等到白鼠頭部的創(chuàng)口愈合后,再次實施試驗,這一次,用來試驗的5只白鼠,全部接受了人類下達的指令,試驗成功了。
記者徐勇馮琳攝影報道