意念控制

利用意念操控

看过电影《阿凡达》的人一定不会忘记影片中这样一个桥段：在潘多拉星上，下身瘫痪的的前海军战士杰克·萨利躺在密封舱中，通过头上戴着的复杂设备，利用意念操控人造的混血阿凡达。当然，潘多拉星和阿凡达只是导演卡梅隆的虚构，利用意念操控阿凡达自然也不可能发生。但是你或许不知道，利用“意念”操控物体已经不再是人类的空想。

技术原理

要想搞明白究竟是如何利用“意念”操控物体，首先必须要理解“脑电”的概念。“意念”操控，是利用人类的脑波操控，相关的科学研究已经超过半个世纪。　通俗地讲，人类在进行各项生理活动时都在放电。心脏跳动时会产生1～2毫伏的电压，眼睛开闭会产生5～6毫伏的电压，而思考问题时大脑会产生0.2～1毫伏的电压。　如果用科学仪器测量大脑的电位活动，那么在荧幕上就会显示出波浪一样的图形，这就是“脑波”。脑波活动具有一定的规律性特征，和大脑的意识存在某种程度的对应关系。人在兴奋、紧张、昏迷等不同状态之下，脑电波的频率会有明显的不同，约在1～40赫兹之间，依照不同的频率，脑波又被进一步分为α、β、δ、θ波。当人在一定的压力之下精神高度集中时，脑波的频率在12～38赫兹之间，这个波段被称为β波，是“意识”层面的脑波；当人注意力下降，处于放松状态时，脑波的频率会下降到8～12赫兹，这被称为α波；进入睡眠状态后，脑波频率进一步下降，被分为θ波（4～8赫兹）和δ波（0.5～4赫兹），它们分别反映的是人在“潜意识”和“无意识”阶段的状态。　正是因为脑波具有这种随着情绪波动而变化的特性，人类对于脑波的开发利用成为了可能。电影《阿凡达》中所展现的实际上是一种叫做脑机接口的技术（Brain-Computer Interface，简称BCI），是指在人脑与计算机等外部设备之间建立直接的连接通路。通过对于脑电信息的分析解读，将其进一步转化为相应的动作，这就是用“意念”操控物体的基本原理。

应用

目前，脑波相关的技术大多应用在医疗领域，例如治疗癫痫等脑部疾病的病人。此外，已经有多个科研机构宣称开发出了可以利用思维控制的义肢，但是，目前大多仍停留在实验室阶段。　虽然人类对于脑波的研究已经有60多年，但是相关的科研成果一直没有能够进行大规模的商业化应用。一方面是由于人的大脑过于复杂，人类对于它的研究还比较初级，另一方面，脑波测量的困难也成为阻碍技术进一步发展的重要原因。

人的大脑被紧紧包裹在头盖骨当中，头骨屏蔽掉了大量信号，能够传到外面的已经相当微弱，因此从外界测量就变得格外困难。在专业医疗领域，脑电波的测量要在患者头上装上十几个电极，并且涂满导电胶，十分麻烦。如此复杂的测量过程也阻碍脑波技术在民用市场推广，不过经过多年的技术积累，相关的技术终于在最近10年中取得了一些突破性进展。

目前，硅谷创业公司Neurosky已经将庞大的脑波监测设备缩减至一个头戴式耳机的大小，并且仅仅需要一个金属触点就可以实现对于脑波的测量，这种便携式的设备也使脑波技术的大规模民用化成为可能。凭借这方面的技术优势，这家成立仅仅7年的公司迅速成长为行业内的领军企业。

2009年的美国消费电子展（CES）上，全球最大的玩具厂商美泰公司推出了基于脑波技术的玩具MindFlex。MindFlex是一款脑波控制玩具，玩家可以用“意志”让小球悬浮至空中，意念越专注，小球就漂浮越高。利用辅助的手动控制设备，玩家可以控制小球穿越各种障碍。MIndFlex推出短短5周后，第一批产品便销售一空，疯狂的表现也使它被亚马逊评为“2009年圣诞节玩具采购清单第一名”。很多人不知道的是，这款玩具的核心技术供应商正是Neurosky公司。推出至今，Mindflex在欧美市场已经售出超过100万套。MindFlex更是被《时代》杂志评为人类历史上最伟大的100款玩具之一。

ChinaJoy上，Neurosky与本土游戏公司蓝港在线达成深度合作协议，并率先在网游《佣兵天下》中运用脑波技术；Neurosky又与海尔合作推出了全球首款脑波电视，这款电视配备了Neurosky的脑波监测耳机Mindreader，并且内置了多款脑波控制游戏，大大增加了电视的趣味性。此外，Neurosky的技术也已经运用在一些教育产品当中，帮助儿童提高注意力，美国国家射箭队也在应用脑波技术提高运动员的成绩。

2013年6月，美国明尼苏达大学的华人科学家贺斌教授带领的研究团队展示了他的意念控制研究成果。与以往需要在大脑中植入电极的意念控制技术不同。贺斌教授最新的意念控制技术完全是无创的，无需进行大脑植入操作。使用者只需戴上一个帽子，通过帽子上的电极即可记录下使用者的脑电波。在这个脑电图扫描帽具有64个紧贴头皮的电极。这些电极监控来自大脑的电活动并将信号（或信号中断）传递给电脑。电脑对这些数据进行处理后将之转化为另一种电子信号，通过Wifi传递至飞行器的接收器，从而控制飞行器的飞行动作。贺斌教授团队展示了如何利用自己的意念操控一架模型直升机在空中飞行、俯冲、上升，甚至可以毫无困难地穿越以气球做成的环形形障碍物。

2012年浙江大学学生樊钰、史浩、张妙芳、周嘉彬等人研发的意念控制系统获得全国大学生虚拟仪器大赛三等奖，可以通过眨眼选择系统功能，集中注意力执行系统功能，实现意念控制机械手、音视频播发、互联网信息发送、轮椅模型和玩游戏等。

2013年11月浙江大学学生樊钰、史浩等人研发的基于Wifi通信的意念控制视频车，其设计中可以通过注意力控制赛车的速度，摄像头的视频实时传输到PC端和手机端。此设计由于创新性和技术性获得全国大学生测量控制与仪器仪表设计大赛一等奖，并获得国家专利。

2014年1月浙江大学樊钰、童路遥等组建青芒创新创业团队，研发意念控制风扇灯、意念控制赛车、意念控制飞行器等，并在浙江省科技馆进行展览，获得了众多有影响力的媒体报道。意念控制风扇灯中用户可以通过注意力控制风扇的转动，风扇转起来以后上面会显示出设置的文字，非常炫酷。意念控制赛车中中用户可以通过注意力控制赛车的启停与速度，双人意念比拼受到了众多家人和小朋友的喜爱。意念控制飞行器中用户可以通过注意力控制飞行器的高度，用户注意力越集中飞行器的飞行高度越高。

2014年3月浙江大学樊钰、史浩等人研发基于Emotiv的意念控制车载机械手，用户可以通过运动想象控制机械手的移动，通过表情控制机械手完成特定的动作。比如，用户可以想象着向前，使载着机械手的车向前运动。用户只需要坐在电脑面前，看着从摄像头传回来的视频，通过意念和表情即可对车载机械手完成各种控制。此项目被评为浙江大学国家创新训练项目优秀项目。

实例产品

目前市面上出现了一款叫BrainLink的产品，它的核心原理就是利用了脑电波技术。将采集到的脑波信号通过蓝牙传输到所使用的设备中，让用户通过相应的软件来感受和测量脑电波的神奇。

BrainLink意念头箍是由深圳市宏智力科技有限公司专为IOS系统研发的配件产品，它是一个安全可靠，佩戴简易方便的头戴式脑电波传感器。它可以通过蓝牙无线链接手机、平板电脑、手提电脑、台式电脑或智能电视等终端设备。配合相应的应用软件就可以实现意念力互动操控。

目前国内市场上最新的与意念控制相关的产品是杭州回车电子科技有限公司研发Kether意念赛车。Kether脑波仪可以采集用户的脑波，分析处理后传输至控制器中，用户可以通过注意力控制赛车的启停与速度。

Kether脑波仪是国内最先进的单电极脑波采集设备，其上面不仅带有世界先进的脑波处理芯片，还带有高精度陀螺仪，可以通过蓝牙输出头部位置、用户注意力、放松度、原始脑波等参数。开发者可以根据杭州回车电子科技有限公司提供的各平台的SDK进行二次开发，比如开发出可以头部转动控制位置、注意力控制高度的飞行器。

Kether意念赛车是一种非常炫酷的高科技玩具，不仅具有一定的娱乐性，而且可以训练孩子的注意力，使孩子在玩耍的过程中提升注意力水平，提高学习成绩，深受家长、老师的喜爱。

实际应用

2015年6月，上海交通大学机械与动力工程学院硕士研究生李广晔在导师张定国的指导下，成功利用人类的大脑意念遥控活体蟑螂。这只蟑螂在人脑的指挥下，竟然完成了S形轨迹和Z形轨迹等任务。

2015年8月，由天津大学研制开发的纯意念控制的人工神经康复机器人“神工二号”在山东烟台发布并进入临床使用，让部分瘫痪患者能够重新恢复运动。

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