日本動畫《攻殼機動隊》提出了「義體」的概念,劇中可以將人類的任何器官以機械代替,藉此達到各種超乎常人的生理表現,包含視覺、肌力與耐久度等;而來到現實生活,機械輔助一直都是醫療科技研發的熱門項目,從外骨骼機器人到語音辨識,期待幫助身心障礙者或中途致殘的傷友們能夠改善生活品質,進而自立自主生活。
光憑意念就可以不用動手寫字?科學研究有了重大突破,透過植入裝置,就可讀取特定的神經活動模式,包含了口腔以及臉部活動,對應到不同的訊號輸出後便可產出文字,就算受試者不發出聲音也可以做判別;而這樣的新模式將有效提升打字速度,在實驗室測試階段,每分鐘可輸出超過60個單詞,而早在2019年的研究,則是每分鐘18個字詞的輸出速度,大幅提升了溝通的順暢度。
Elon Musk在2020年,透過他旗下的新創神經科學研究公司Neuralink發表了植入link於動物實驗,將神經連結晶片植入猴子,便可透過意念打字,而這樣的實驗顯示了植入裝置的發展性;意念控制長期以來是科學研究的熱門議題,其中一個目的目的是改善重度障礙者的表達與溝通能力,例如ALS(肌萎縮側索硬化症)患者,因為神經元受損以及肌肉萎縮,導致逐漸無法控制與肢體與器官失功能,最終呼吸衰竭死亡;有了這套系統,可以取代早期的點字版,或是捕捉眼部動態做為輸入媒介的語言溝通方式。
早期的意念打字研究方向,是讀取受試者腦部「手寫字」筆畫順序動作,藉此判讀文字字母組成單詞,但這樣的輸入方式雖然可以提高字詞的辨識率,但在輸出的速度上仍是差強人意。直到近幾年的研究轉向判讀「口語」,研究的順序為:在受試者同意下,於頭部植入4個微電極陣列,藉此判讀受試者的眨眼、嘴巴微笑閉合等,藉此判讀腦部特定活動。
下一步便是進入不同神經元活動的判別與解碼。在實驗測試時,曾嘗試若植入的電極數量增加,的確能降低錯誤率,而考量到電擊陣列的材質與形式,從早期笨重龐大的線路與機台進步到的尺寸,考慮到異物植入人體的耐用度,例如腦髓液與細胞液等是否能承受受體長期接觸與使用。因為是構音與肌肉動作的神經傳導與解碼,打字的錯誤率與辨識度要如何降低,包含受試者的建模與字詞的構成,都還有許多要改善的地方。
想起已逝的物理學家史蒂芬・霍金使用IBM特製的輪椅來轉譯及語音溝通,但不是每位傷友都能夠負擔此高昂的客製化設備。期待未來的商業應用能夠實現,不只是ALS,腦性麻痺或聲帶受損、造音及口語表達有困難的病友,都能夠透過科技輔具的協助,讓溝通不再吃力。
(首圖來源:Neuralink)