【據(jù)militaryaerospace網(wǎng)站2019年5月24日?qǐng)?bào)道】美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)日前選定6家機(jī)構(gòu)具體開展其主導(dǎo)的“下一代非外科神經(jīng)技術(shù)”(N3)項(xiàng)目，即通過非侵入式或微創(chuàng)神經(jīng)接口，使作戰(zhàn)人員的大腦與計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字設(shè)備互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)軍事系統(tǒng)之間更快速、更高效、更直觀的交互。
這六家機(jī)構(gòu)分別是：巴特爾紀(jì)念研究所、卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)、約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室、帕洛阿爾托研究中心(PARC)、萊斯大學(xué)和泰勒達(dá)因技術(shù)公司。
DARPA希望N3項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn)可穿戴式腦機(jī)接口在國家安全領(lǐng)域的多樣化應(yīng)用，如指揮主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)防御系統(tǒng)、控制無人機(jī)蜂群等，或在復(fù)雜任務(wù)中與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)行多任務(wù)處理。
巴特爾研究所計(jì)劃開發(fā)一種微創(chuàng)接口，將外部收發(fā)器與電磁納米傳感器配對(duì)，電子納米傳感器將來自神經(jīng)元的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為在人體和外部收發(fā)器之間流動(dòng)的磁信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)雙向通信。
卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)將開發(fā)一種非侵入性設(shè)備，利用超聲波引導(dǎo)光進(jìn)出大腦，以檢測神經(jīng)活動(dòng)并刺激特定細(xì)胞類型。
約翰·霍普金斯大學(xué)正在研究一種來自大腦的無創(chuàng)相干光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將測量與神經(jīng)活動(dòng)相關(guān)的神經(jīng)組織中的光程長度變化。
PARC正在開發(fā)一種聲磁裝置，通過將超聲波與磁場配對(duì)，產(chǎn)生用于神經(jīng)調(diào)節(jié)的局部電流來寫入大腦。
萊斯大學(xué)的研究小組正在開發(fā)一種用于記錄和寫入大腦的微創(chuàng)雙向系統(tǒng)。界面通過使用漫射光學(xué)斷層掃描來記錄通過測量神經(jīng)組織中的光散射來推斷神經(jīng)活動(dòng)。它采用磁共振方法寫入，使神經(jīng)元對(duì)磁場敏感。
泰勒達(dá)因公司計(jì)劃開發(fā)一種無創(chuàng)的集成設(shè)備，該設(shè)備使用微型光學(xué)泵浦磁力計(jì)來檢測與神經(jīng)活動(dòng)相關(guān)的微小局部磁場。該團(tuán)隊(duì)將使用聚焦超聲技術(shù)寫入神經(jīng)元。
DARPA指出，目前存在的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是在保持頭骨與神經(jīng)組織相互作用的前提下使用非侵入式接口或微創(chuàng)接口，同時(shí)保持較高的空間分辨率和時(shí)間分辨率。非侵入式接口包括不會(huì)破壞皮膚的傳感器和刺激器，微創(chuàng)接口包括在特定神經(jīng)元上以非外科手術(shù)形式外掛納米傳感器。上述兩種方式研發(fā)的傳感器必須足夠小，否則會(huì)造成人體組織損傷或阻礙自然神經(jīng)回路，還必須克服信號(hào)散射、衰減和信噪比等問題。
N3項(xiàng)目將包含一套計(jì)算和處理單元，該單元可用于在軍事應(yīng)用中對(duì)實(shí)施控制的神經(jīng)信號(hào)進(jìn)行解碼，還必須具備對(duì)來自軍事應(yīng)用的信號(hào)進(jìn)行編碼并向大腦傳遞感官反饋的能力。整個(gè)N3項(xiàng)目將獲得長達(dá)4年的資金保障，預(yù)計(jì)劃分為三個(gè)階段：一個(gè)為期1年的基礎(chǔ)研究階段和兩個(gè)耗時(shí)均為18個(gè)月的方案評(píng)選階段。
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