DARPA脑电波控制无人机

2017 年 10 月 24 日 无人机 包雨朦

美国一家研究机构正在研究用大脑操控无人机。

据美国《财富》网站10月22日报道，美国亚利桑那州大学的人机界面与控制实验室正在开发一种脑力控制的无人机导航界面，用脑电波来指挥一群无人机工作。

目前的无人机主要通过操纵杆或者手机操控，这意味着一位飞行员只能够同时操控一架无人机。借助脑机接口技术，一位飞行员就能够同时操控多架无人机，让它们形成一个编队，或者让它们分散在不同的飞行路线上。

根据美国国防部先进研究计划署（DARPA）提供的项目摘要，该研究的最终目的是找到人类大脑“感知多代理系统信息”的运行机制，继而从中提取“控制命令”。换句话说，科学家们正在试图建立一个系统，让一个人可以控制一群无人机，并且这些无人机还能接收不同的命令，做出不同的行为。

该项目的负责人Panagiotis Artemiadis介绍，该研究将分为几个步骤进行：“首先我们对人类进行训练，以便他们能够想象出这些行为。然后我们训练出一种算法，将这些行为与大脑不同部分的激活联系起来。”

Artemiadis认为，开发这套脑力控制系统有着很现实的优势，它可以让一个操作员同时控制多个看似独立的无人机执行不同的任务。大脑操控的无人机能够提升搜索和救援任务，能够比单一无人机更有效的搜索更大区域范围。

譬如，利用无人机同时检查100台风力涡轮机，或者更高效地进行搜索和救援任务；无人机机群或许也能够用于帮助人们扑灭野火，它们能够追踪大火的速度，并且为现场急救员和消防员提供大量的照片和数据，这是目前的技术无法做到的；在大型集会的现场，无人机机群能够进行实时监控，并且向监管部门发送更广区域范围内的实时视频记录。

Artemiadis称，这种“集群控制”的行动模式是从鸟类和鱼类等自然群体的行为中获得的灵感。“我们可以提取与所期望的集体行为相关的信息，比如以特定的编队飞行，这在普通的人工控制界面上是不可能实现的。”

据介绍，按照上述研究，无人机与人将通过脑电波的传送来实现通讯。

“只要有一个集中控制器可以将命令传达给无人机，脑群控制算法甚至可以扩展到同时控制成百上千的无人机。” Artemiadis说道，目前他已经成功完成了同时控制3台无人机的测试。

Artemiadis的无人机研究受到美国国防部先进研究计划署和美国空军科学研究办公室的资金支持。美国国防部先进研究计划署认为，脑力控制的无人机编队是相当安全的，它的实现只是个时间问题。

脑电波追踪实现虚拟现实控制

来源： VisionAgeVisionAge

尽管如今VR领域仍停留在手持控制器控制，但不可否认，不少的开发者仍在尝试各种不同的方法，为的就是让VR更好地服务于我们。早前国外某团队小改造任天堂能量手套变成VR控制器，为VR游戏操作增添了不少的趣味性，可这始终不是最终解决方案，解放双手，最好的方法自然还是只用思维便可进行改变，而它就是通过脑控接口（BCI）对虚拟现实进行控制的脑波追踪技术。

“脑追踪虚拟现实控制技术”由密苏里州哥伦比亚的开发团队StoryUp XR带来，名叫“Positivity Moves The World”，它由StoryUP XR与Neuromeditation Institute、Everywoah in Spain和Immersive.real life联合研发。

这款大脑控制的VR项目可以直接将用户传送到美丽的瀑布面前，并通过BCI技术在这个巨大的水体上抬升自己。与其他大脑操作项目不同的地方在于，这个VR体验由积极性思维专门驱动。

StoryUP XR的CEO Sarah Hill表示：“我们把BCI作为故事的控制盘。我们与媒介的许多互动已经变得消极。‘积极性’提醒着我们，我们的思维不仅可以控制虚拟世界，也能够控制现实世界。”

StoryUP的首席心理学家和神经反馈专家Jeff Tarrant博士说：“当一个人感到更加积极和乐观的时候，大脑的左侧额叶也会变得更加活跃，而且可以通过γ脑电波的增加进行测量。当BCI检测到一定水平的特定γ脑电波活动时，用户将会在水量充沛的瀑布的一侧轻轻地向上升起。”

Positivity Moves The World同时也是世界首个利用Muse冥想头带，并和头显相结合的VR体验项目。“StoryUP Positivity for Muse”将率先登陆三星的Gear VR头显，随后是谷歌的Daydream。

而除了Positivity for Muse这个项目外，该公司也在着手创新的“Story Spa”平台的研发。这个移动VR库旨在缓解职场带来的压力。无论是过度工作的销售团队成员，抑或是在太平洋上航行的尼米兹号航母上的孤独船员，用户将可以访问许多的360度视频，用于减缓压力，而这些视频的一部分是由全世界的一些见证过身心挑战和心理创伤的人们所编写。

浅谈人机交互的前世今生：自然交互必成未来趋势

来源：VRPinea

近十几年来，人机交互的方式发生了翻天覆地的变化，从最初的“指”上谈兵，到“谈”笑风声、挤眉弄眼，甚至到后来的意念操控，人机交互的演变趋于人性化，正朝着“人机合一”的目标奔去。而唯一没有变的则是它的初心：以用户为中心。

也许有人认为，脑电波技术已是人机交互的至高境界，但其实这也仅仅只是一个临界点罢了。我们无法预测未来人机交互的最终形态，因为技术的发展是无穷尽的，没有人知道未来的某个事件点哪个公司或哪个实验室会带来什么样的技术突破。

今天我们不对未来的人机交互做过多假设，而是好好地回首过去，记录人机交互史上的那一道道精彩的缩影。

实体按键

20世纪，由于机器和个人的生活越来越紧密，人机交互的问题，不再局限于工厂之内，个人与机器的交互研究成为了当时的重中之重。在这样的需求之下，打字机出现了，其奠定了现代键盘的基础。

很多人或许并不知道，最初的键盘是按照ABCD的顺序排列的。但由于打字机是全机械结构的，如果打字过快，容易出现卡键问题，因此Christopher Latham Sholes发明了QWERTY键盘布局，而这种布局逐在日后的发展中得到了保留，逐渐形成了现代键盘。

但是仅有键盘是不够的，随着信息科技的发展，人们所需处理的信息不单单是文字这么简单。于是一种更直观，更方便的交互方式亟需被发明。

在此情况下，鼠标应运而生，让人们感受到了自由交互的魅力。用户可以随意点击屏幕的任何地方，这在复杂的数据处理中，可以有效的提升用户的体验和效率。

虚拟键盘

之后的三十年，键盘和鼠标成为了人机交互的标配，但在移动互联潮流的冲击下，这种交互方式已经显得力不从心。随着智能手机、平板电脑、个人PC等智能产品的普及，并加速了人机交互的方式转变，由实体按键，往触控方面发展。

这一类触控交互方式，本质上还是与传统的鼠标输入、显示屏输出一样，只不过形式换了一下，用户仍旧需要有意识的地输入精准的需求，才能获得设备相应信息的反馈。

除了在屏幕操作外，在VR/MR中，虚拟键盘也成为了解决输入的主流方法。HoloLens最新公布的专利显示，其正在研究全息环境中使用虚拟手部，敲打虚拟键盘。通过精确的手部追踪和深度感知，系统可以模拟用户的动作，用户将可以在空中或在随意平面上键入文本，这就像在真正的键盘上打字一样。

手势捕捉

不管是鼠标键盘也好，还是虚拟屏幕也罢，都需要人们一板一眼的精确操作。时间长了，人们开始厌倦此种刻板的交互方式，开始向往更为自由、灵活的方式。所以大量的手势控制产品出现。

手势识别技术的发展，大约可分为两个阶段：二维手势识别以及三维手势识别。早期的手势识别识别是基于二维彩色图像的识别技术。所谓的二维彩色图像是指通过普通摄像头拍出场景后，得到二维的静态图像，然后再通过计算机图形算法进行图像中内容的识别。二维的手型识别的只能识别出几个静态的手势动作，而且这些动作必须要提前进行预设好。

相比较二维手势识别，三维手势识别增加了一个Z轴的信息，它可以识别各种手型、手势和动作。三维手势识别也是现在手势识别发展的主要方向。不过这种包含一定深度信息的手势识别，需要特别的硬件来实现，常见的有传感器、光学摄像头。

前两种在早期的手势识别技术中运用的比较多，而基于深度学习神经网络的手势识别，则是未来手势识别的趋势。这种技术可以让机器自己去提取特征，它不需要手工特征提取，强大的学习能力使得模型在复杂背景下也能取得理想效果。而且这种算法可以在一定范围内允许运动背景的存在，从而提高了识别的环境耐受力和精细度。

语音识别

伴随AI热的“辐射”，语音交互正在显著改变人机互动的方式。得益于数据和算法两大“护法”的助力，语音交互取得了一系列突破性的进展，并成为各大应用的“标配”。而语音交互所构建的智能生活将让我们的生活变的更加简单、便捷，人们不再为当前繁琐的App以及复杂的智能产品设置困扰，也不再为当前智能化下的机械式操作而纠结，语音交互带领我们进入下一个人机交互时代。