【Creating the Impossible】TED演讲:DARPA如何创造不可能
无意中翻到的美国国防高级研究计划局(DARPA)前任局长(第20任)阿拉提·普拉巴卡尔(Arati Prabhakar)在TED上的演讲:DARPA如何创造不可能。除了概述DARPA的起源外,重点讲述了DARPA在神经科技研究上取得的突破性进展。
阿拉提·普拉巴卡尔介绍
1959年在印度出生的阿拉提·普拉巴卡尔今年已经60了,她以女性身份在其求学和职业生涯中博得了多个第一。她是第一位获得加州理工学院应用物理学博士学位的女性。DARPA 微电子技术办公室的首位主任。第一位领导美国国家标准与技术研究院(NIST)的女性。
阿拉提·普拉巴卡尔于2012年7月30日至2017年1月20日期间担任DARPA局长,在此期间,DARPA的多项研究活动受到了外界的极大关注,其曝光率直线上升。其中就包括普拉巴卡尔在演讲中介绍的神经科技。两个试验对象简和内森参与的都是同一个DARPA生物技术办公室的项目“革命性假肢”(Revolutionizing Prosthetics),这也是该办公室设立后的第一个项目。
第一个试验对象是简·谢尔曼(Jan Scheuermann),她在中年时因为一种罕见的神经失调(脊髓小脑变性)而瘫痪。2012年,她同意匹兹堡大学医疗中心的医生在她左脑运动皮质(这部分大脑控制着运动)下植入一对豌豆大小的电极(包括数百个接触点,用来获取脑细胞和神经中传来的信号),电极连接着她的机械手臂。信号会传递到电脑上,由软件进行分析,比照与肢体运动的模式,比如说举起或放下手臂。科学家会利用向量建立一个算法,决定大脑预想的动机是否要求不仅要移动手臂,还要移动手腕和手指。这些代码会最终转换成机械手的操作指令。
简希望她自己在植入这套设备后,可以在十年之内,自己给自己喂一次吃的。在视频中,我们看到她做到了,给自己喂了巧克力。此时,听众席上响起了热烈的掌声。现在,她已经非常习惯于操作自己的机械手臂,这只手臂由约翰霍布金斯大学应用物理实验室(Applied Physics Laboratory,APL)研发。
利用脑控设备,仅仅利用她的意识,简就可以在F-35战斗机飞行模拟器中操纵战斗机。她可以控制战机做俯冲和盘旋动作。操纵战机与像操纵手臂一样,科学家告诉简让她想象着控制飞机向左向右飞,然后科学家们找到神经活动的位置并将神经信号与多面操纵连接。简还虚拟操纵一架塞斯纳小飞机环绕着埃菲尔铁塔飞行,她表示——这样的行动很“解放”。
第二个实验对象是内森·科普兰(Nathan Copeland),他在 2004 年的一起车祸中摔断了脖子并弄伤了脊髓,导致他的身体从胸部以下瘫痪。距离事故发生将近 10 年后,Nathan 同意参加DARPA的临床试验并接受了手术,让四个微电极阵列——每个大约衬衫纽扣的一半大小——放在他的大脑中,两个在运动皮层,两个在对应于手指和手掌感觉区域的感觉皮层。研究人员将这些微电极阵列引出的电线布到由APL开发的一支机械臂。这支手臂包含了先进的扭矩传感器,可以检测到施加在他的任何一根手指上的压力,还可以将那些身体的「感觉」转换成电信号,由电线传输回内森大脑的微电极阵列中,来向他的感觉神经元提供刺激的精确模式。
我们可以从视频中看到,研究人员轻触了机械臂的每根手指,在内森被蒙着眼睛的情况下指出被触碰手指的准确度将近 100%。他说这种感觉就像是自己的手被碰了似的。此时,听众席上再次响起了热烈的掌声。
在演讲中,普拉巴卡尔还提到了不少关于追求科技与社会道德、平等层面的考虑。特别是在最后,在DARPA,追求这些强大的技术是因为它们的力量,这是DARPA所有人员为国家所肩负的使命。但是他们也意识到,先进的技术是一把双刃剑,即技术的强大威力意味着它们可以被用于好的方面,也可以用于坏的方面。所以关于未来可能发生的故事取决于在座的所有人,这些重大选择属于所有人。当我们用这些非凡的技术塑造我们的未来,在我们做出的选择中,我们将揭示我们是谁,我们将成为什么样的人。So,为何要花半天时间来编译这段视频,观之有所感触,希望神经技术能够早日实现更大的突破,用于好的一面,比如,让我瘫痪的老爹能够站起来。
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