在美国巴尔的摩市一座由医院病房改造而成的小实验室里，一位秃头男子坐在轮椅上，电线从他的头部连接到计算机上，这些计算机上连着似乎正在自行移动的黑色假肢，而这名男子真正的手臂弯折着放在大腿上。两名研究人员向他发出命令：“左，上，再向上，右，下……”并记录着来自视频监视器的数据。

这位男子名叫巴兹 • 赫梅莱夫斯基（Buz Chmielewski），他面露怪相，试图将假肢伸展到贴在白板上的一组红色布球和蓝色布球上。他咕哝道：“抓住抓住，向前伸。来吧，往这边来！”其中一只仿生碳纤维手臂慢慢地上升并伸展开来……他正在使用大脑的信号来控制手臂。

这项实验可以帮助四肢瘫痪的患者执行他们目前无法完成的任务，并且可以帮助开发未来的机器人员工。这是约翰霍普金斯医院的医生与约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的工程师进行的合作项目，APL是一家非营利研究中心，这项实验的资助来自美国国防部。美国国防部希望了解：有朝一日，士兵是否能够仅使用思维的方式来控制无人机或其他运载工具。

赫梅莱夫斯基是一名志愿者，他不会直接从这项研究中受益，也不会因此而获得一套新装备，但他希望收集到的数据能对其他人有所帮助。16岁时，在马里兰海岸发生的一次冲浪事故致使赫梅莱夫斯基的肩膀以下瘫痪，仅能使用肩膀和手腕的部分功能。2019年1月，在受伤33年之后，约翰霍普金斯医院的医生通过手术将六个被称为多电极阵列的设备植入了他的大脑表面。三个阵列连接到赫梅莱夫斯基控制左右臂的大脑区域，其余阵列连接的大脑区域负责传递来自假肢手指的感觉反馈。

经过10个小时的手术，赫梅莱夫斯基的头上留下了三个扁平的金属旋钮，这些旋钮是电极阵列的连接端口。有时，赫梅莱夫斯基喜欢用微小的红色角质物来装饰端口，营造出滑稽可笑、犹如魔鬼的外观。在商务会议上，尽管他通常戴着棒球帽，但他偶尔也会摘下帽子使客户感到一种友善的吃惊。

在过去的30年中，赫梅莱夫斯基一直独立生活着。他说：“谈及我头上的机关，我没有任何难堪，这是一种很好的谈资。如果我正在与遭受脊髓损伤的人进行交谈，我就会告诉他们，这就是即将出现的可能会使其受益的技术。”

赫梅莱夫斯基住在巴尔的摩北部，每周去约翰霍普金斯医院三次，每次进行三至四个小时的训练。随着时间的推移，如果专心的话，他已经能够掌握移动假肢的技能。赫梅莱夫斯基说：“我必须放松整个身体。”

赫梅莱夫斯基一想到移动手臂时，神经信号就会从他的大脑传播到计算机，然后再传播到假肢。当假肢手触摸某物时，微小的传感器会将信息发回到他的大脑。对赫梅莱夫斯基来说，即使信号通过计算机和假肢变换了传播路径，他的感觉仍像自己的真手正在触摸某物。

赫梅莱夫斯基说：“假肢手接触到不同的地方，我就会有不同的感觉。有时感觉到一种压力，就像有人在握住你的手一样；有时感觉就像手指擦蹭到细砂纸上。”

研究小组通过多电极阵列读取赫梅莱夫斯基的大脑信号，这些信号有助于开发一种机器学习算法，而这种算法可以破解用户的意图，并将其转变为一种特定的神经信号模式。然后，计算机会转化这些神经信号模式，用以指导手臂的动作。随着赫梅莱夫斯基在脑机接口方面进行更多的训练，这种算法会“了解到”他的想法，然后移动手臂，颇像多练习打网球会使人更加擅长网球运动。

赫梅莱夫斯基试图使假肢伸向一组红色和蓝色的布球

科学家将人的大脑跟两条仿生手臂连在一起，同时还可以从其手指获取感觉反馈，这在世界上尚属首次。如果能够取得成功，该实验将在中风患者、其他四肢缺失人员等的治疗方面带来重大进展。

帕博罗 • 塞尔尼克（Pablo Celnik）是约翰霍普金斯医院研究理疗与康复的教授，也是这项实验的主要研究人员。他认为，有朝一日，像赫梅莱夫斯基这样的患者将能够使用两个仿生手臂打开啤酒、打字或打篮球。他说：“经过一段时间之后，受思维控制的手臂可以连接到患者身体周边的外骨骼上，这将有助于执行某些任务。我们的目标是随着时间的推移，使大脑和仿生手臂之间的连接运行起来更像大脑的运作那样——患者无需做出有意识的决定就可以移动手臂，手臂的移动会自然而然地发生。”改进脑机接口也意味着，最终将两个手臂作为一个整体一起运行，而不是将其作为两个单独的设备。如一只手拿着钉子，而另一只手拿锤子将钉子钉在墙上。一只手臂成为助手，另一只手臂发出精细的动作。

约翰霍普金斯医院的这个项目是欧美正在进行中的几个项目之一，这些项目旨在直接通过大脑控制来恢复假肢运动。2018年，美国国立卫生研究院向卡内基梅隆大学、芝加哥大学和匹兹堡大学医学院的研究人员提供了800万美元的奖金，鼓励他们扩大现有试验的规模，使残疾患者通过直接将大脑信号传递给假肢来恢复手臂和手的功能。

由于赫梅莱夫斯基与约翰霍普金斯医院的合作涉及两条假肢和手指的感觉，因此更多的患者可能会从他参与的实验中受益。但是，面临的挑战也更加严峻——控制两只手臂比控制一只手臂更为复杂，计算机须处理的数据要多得多。未来，双仿生手臂系统也有可能安装到机器人上，执行人类不愿意执行的肮脏、危险或无聊的任务。

2006年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）开始了一项研究工作，这次思维控制的双手臂实验是DARPA那项研究工作的延续。美国军方的想法是，迅速改善上肢假肢技术，并为用户提供新的操作方式。在塞尔尼克团队和赫梅莱夫斯基正在测试的两只手臂中，有一只手臂在2018年跟随一位佛罗里达的男子回家，他用这只手臂在钢琴上创作、弹奏、甚至学习了一些曲子。此后，他将这只手臂归还给APL。

除了去抓彩色布球之外，赫梅莱夫斯基还帮助APL开展了一个通过脑控无人机追踪敌方战斗机的项目，这是美国国防部称之为“众多自动运载工具推理和控制系统”程序的一部分。研究人员将赫梅莱夫斯基连接到一个视频游戏，该视频游戏的图像特点是在一条开阔的船上有形象各异的粗野男人。利用脑控接口，赫梅莱夫斯基可以评估船上有多少人、多少货物以及多少武器，他对每张图像打一个“危险级别分”，计算机记录下赫梅莱夫斯基做决策时的大脑信号。

军事研究人员正在利用赫梅莱夫斯基的游戏数据来开发用于无人机的机器学习算法。APL的程序负责人马特•里奇（Matt Rich）称，军方将会利用该程序，允许人类操作员利用脑部信号而非操纵杆来控制无人机。该技术还可用于训练无人机，使用脑控接口来丰富观察结果，机器学习算法可以对监视目标做出评估，并据此结果采取行动。

APL正在建立起一个系统，该系统将允许赫梅莱夫斯基利用大脑来控制飞行中的无人机，这很可能意味着需要转移到别处更大的实验环境中。测试用无人机可能是百思买或亚马逊出售的小型四轴飞行器设备。里奇说：“这些无人机可以是虚拟的，也可以是真实的，但我们计划对两者都进行实验。”

大脑控制的无人机实验仍处于起步阶段。尽管如此，一些人权评论家仍然担心：有一天，武器化无人机装备拥有完全自主的人工智能，它们可能会做出自己的杀人决定，而不是由人类操作员来指导它们做事。

2016年，美国海军启用了一艘重达135吨的“海上猎人”号舰艇，这艘舰艇无需任何船员就可以在海洋上巡逻，DARPA官方将该项目描述为“海军水面作战的新视野”，旨在探测和追踪潜艇。未来，“海上猎人”号可能会直接攻击潜艇，也许会借助于APL正在研发的那种监视无人机来实施攻击。美国国防部表示：在2020财年，国防部计划在无人武器系统上花费37亿美元，此外在人工智能系统上要花费近10亿美元，以应对国外类似项目的威胁。但是，《大西洋月刊》的最新报道显示：到目前为止，美国军方官员尚未将完全控制权赋予机器，他们说还没有做出坚定的计划。

赫梅莱夫斯基计划加入海军陆战队。他说：“为了服务于军事科学家和地方科学家，我很高兴玩顶级枪械这款游戏，但这项实验真正令人兴奋的是在开发一项新技术的同时来体验这种新技术。”

资料来源 expmag.com