意念产生文本?科技帮助渐冻人沟通无碍

日本动画《攻壳机动队》提出了“义体”的概念,剧中可以将人类的任何器官以机械代替,借此达到各种超乎常人的生理表现,包含视觉、肌力与耐久度等;而来到现实生活,机械辅助一直都是医疗科技研发的热门项目,从外骨骼机器人到语音识别,期待帮助身心障碍者或中途致残的伤友们能够改善生活品质,进而自立自主生活。

光凭意念就可以不用动手写字?科学研究有了重大突破,通过植入设备,就可读取特定的神经活动模式,包含了口腔以及脸部活动,对应到不同的信号输出后便可产出文本,就算受试者不发出声音也可以做判别;而这样的新模式将有效提升打字速度,在实验室测试阶段,每分钟可输出超过60个单词,而早在2019年的研究,则是每分钟18个字词的输出速度,大幅提升了沟通的顺畅度。

Elon Musk在2020年,通过他旗下的创业公司神经科学研究公司Neuralink发布了植入link于动物实验,将神经连接芯片植入猴子,便可通过意念打字,而这样的实验显示了植入设备的发展性;意念控制长期以来是科学研究的热门议题,其中一个目的目的是改善重度障碍者的表达与沟通能力,例如ALS(肌萎缩侧索硬化症)患者,因为神经元受损以及肌肉萎缩,导致逐渐无法控制与肢体与器官失功能,最终呼吸衰竭死亡;有了这套系统,可以取代早期的点字版,或是捕捉眼部动态作为输入媒介的语言沟通方式。

早期的意念打字研究方向,是读取受试者脑部“手写字”笔画顺序动作,借此判读文本字母组成单词,但这样的输入方式虽然可以提高字词的识别率,但在输出的速度上仍是差强人意。直到近几年的研究转向判读“口语”,研究的顺序为:在受试者同意下,于头部植入4个微电极数组,借此判读受试者的眨眼、嘴巴微笑闭合等,借此判读脑部特定活动。

下一步便是进入不同神经元活动的判别与解码。在实验测试时,曾尝试若植入的电极数量增加,的确能降低错误率,而考虑到电击数组的材质与形式,从早期笨重庞大的线路与机台进步到的尺寸,考虑到异物植入人体的耐用度,例如脑髓液与细胞液等是否能承受受体长期接触与使用。因为是构音与肌肉动作的神经传导与解码,打字的错误率与识别度要如何降低,包含受试者的建模与字词的构成,都还有许多要改善的地方。

想起已逝的物理学家史蒂芬・霍金使用IBM特定的轮椅来转译及语音沟通,但不是每位伤友都能够负担此高昂的定制化设备。期待未来的商业应用能够实现,不只是ALS,脑性麻痹或声带受损、造音及口语表达有困难的病友,都能够通过科技辅具的协助,让沟通不再吃力。

(首图来源:Neuralink)