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沒駕照,第一次開飛機 他用意念成功飛行

據連線雜誌報道,在華盛頓州西雅圖市一個晴朗的下午,天空中只漂浮著幾塊散雲,微風習習,這是非常理想的飛行條件。跨國高科技企業霍尼韋爾(Honeywell)的資深試飛員麥克·杜比(Mike Dubbury)的冷靜也給我(本文作者傑克·斯圖爾特(Jack Stewart))很大幫助。他正為我介紹我即將起飛的無人機Beechcraft King Air C90。

但是我無法放鬆下來,不僅因為我此前從未飛過無人機,還因為我要在不碰觸飛行控制器的情況下,只用意念控制無人機。除了發明和製造這種技術的人,我是首個利用意念操作Beechcraft King Air C90的人。在杜比介紹完安全說明後,桑托斯·邁森(Santosh Mathan)開始幫我做飛行前準備。

邁森是霍尼韋爾航空研究所神經技術研究員,他發明了一種系統,讓人們可以使用大腦和意念開飛機。首先,邁森幫我戴上一頂像是藍色泳帽的帽子,上面有很多孔洞。接著,他會在每個孔洞噴上冷凍凝膠,然後將32個電極插入其中,並接觸到我的頭皮。此外,我的腦後還有一根老式的電纜連接計算機和點陣式印表機,就好像一個馬尾辮。

我沒有飛行駕照,也沒有任何飛行經驗,所以不要指望我能完全控制飛機。但是,戴上這頂「藍色泳帽」後,我可以操作飛機做出爬升、下降以及轉彎等基本動作。

霍尼韋爾已經為擁有6個座位、使用雙螺旋槳充當自動駕駛儀的飛機開發出了腦機介面。這套系統可以解讀大腦中的電子活動模式,觀察到特定信號或模式。任何經歷幾分鐘訓練的人來說,幾乎都會產生這些信號或模式。在這架飛機中,這些模式可被轉化為爬升、下降或左轉等指令。邁森說:「我們發現,控制飛機是開發、精鍊以及測試我們神經技術的絕佳方式。」

今天的飛行,堪稱是對邁森等人12年工作成果的檢驗。他們已經在模擬器上取得成功,現在他們希望能夠在現實中進行檢驗,當然這期間不可避免地存在墜機甚至死亡的危險。

首先,飛行員杜比發動了飛機並起飛,到達一定高度後,飛機開始交由我來控制。邁森告訴我操作飛機繼續爬升。其實操作很簡單,我只要想著升高即可。在我面前,有個iPad大小的屏幕,上面有顯示上下左右的箭頭,中部則是水平飛行指示器。每次下達指令時,綠色的框框都會閃爍,意即它已經接收到我的想法。我的工作是集中精力,想像飛機將要飛行的箭頭方向。

這看起來很神奇,實際上原理並不複雜。當綠框等待接收指令時,我的大腦會出現名為「事件相關電位」的電信號。這些線索出現在大腦後部的視覺感知區和整個大腦皮層皺紋上,十分難以發現。而在飛機起飛前,我只要15分鐘進行相關訓練。

當然,實際操作其實並不舒服。我待在狹窄的機艙中,耳朵中充斥著各種各樣的噪音,比如航空管制信息、螺旋槳噪音。與此同時,我的心裡充滿了擔憂,因為我對駕駛飛機缺少必要的知識。此外,我還要集中精神看著屏幕上的箭頭,並努力去想我要的方向。

我努力放鬆自己,將所有精力都放在觀看向上的箭頭上。為了確保我發出指令,而不是偶然的眨眼,計算機會保持待機狀態,直到連續接收到多次類似信號。接著,飛機就會爬升。在最初的幾個動作中,我幾乎不相信飛機是按照我的意念指令飛行的。接著,我陷入興奮狀態。我突然穿透雲層、爬升、下潛、繞圈飛行,隨心所欲。

但是,這套系統真的很棒,即便需要10秒左右甚至更長的反應時間。當然,由於缺少反饋,飛機還無法成為我身體的延展。我必須不斷查看自己的指令是否被執行,並快速掃視屏幕以集中精力想像下個方向。我只能在自動駕駛系統支持的範圍內飛行,包括發布簡單的指令,但無法發布降落或著陸等複雜指令。

接著,杜比駕駛飛機返回地面,我們最終安全著落,但我略微感到有點兒頭痛。我不知道是什麼原因,可能是緊張、需要在狹窄的小飛機上集中精神、噪音或物理壓力導致的。但毫無疑問,我對這次飛行經歷感到十分興奮,用大腦操控飛機是我兒時的夢想。邁森與我在飛機前合影留念,以紀念這個時刻。對於他來說,這次測試的壓力同樣大。

腦機界面已經被用於控制屏幕上的游標或駕駛小型無人機。它們甚至已經被用於其他領域,比如為人工手提供觸覺。研究人員希望它將來能被用於幫助殘疾人與周圍環境互動。目前,這個領域技術最先進的組織名為BrainGate,其已經為12人植入腦機介面,幫助他們應對中風、ALS等帶來的癱瘓。有些人甚至可控制機器人手臂,但那需要更加精確的捕捉信號能力,為此這些人多數需要在顱骨下植入電極。腦機介面或許真的有一天可以大規模應用在航空航天領域,讓人們更靈活地飛行。

也有一些學者和專家持不同意見,比如曾經負責布朗大學和斯坦福大學項目的神經學專家比塔·加洛塞維奇(Beata Jarosiewicz)。他認為,電極帽不夠可靠,因為它不足以應對快節奏的思維處理。他說:「比如你想躲開懸崖或其他飛機,能夠百分之百保證它會在合理的時間內實現操作效果嗎?」即使植入式感測器也無法與人類神經運動的精度和速度相匹配。然而,美國國防部下屬Darpa始終密切關注這個領域的發展,加洛塞維奇承認,將來人們或許能夠像控制自己的肌肉那樣,自然流暢地控制電極。

將來的飛行員可能不會利用思維操控飛機,這是一種高風險、低回報的技術利用方式。未來飛機將可以自動飛行,無需與人類大腦相連。但是邁森表示,他的研究可在駕駛艙中提供幫助。飛行員無需集中指令於屏幕上,但他們在閱讀檢查表、放大地圖或執行非關鍵性任務時,可以利用這些技術。他們可以解放雙手去做其他事。我們也可以看到新的設備,比如利用思維滾動頁面或電話簿。

邁森表示,這套系統的真正應用潛力是用於研究如何確保飛行員專註和細心。他說:「我們都知道人類的表現有局限性,為此我們希望能夠開發出更強大的技術,來監督可能會影響飛行員的認知狀態。」這項技術同樣適用於司機,特別是自動化汽車越來越多的情況下。
責任編輯: 趙麗   來源:網易體育 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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