老鼠能“聽懂”人話,并按照人的指令完成“前進”、“左轉”、“右轉”、“旋轉”等指定
動作,這聽起來好像是天方夜譚的故事,但昨天記者在山東科技大學機器人研究中心采訪,親眼目睹了頭上插著微電極的大白鼠(圖)按照專家的指令完成上述動作的時候,還是被眼前的這一幕驚呆了。“這只是我們的初步研究成果,將來我們將把這種技術移植到人腦當中,相信用不了多久,中風患者、高位截癱患者以及肢體殘疾的人將從中受益。”昨天,機器人研究中心項目負責人蘇學成教授將“動物機器人”的構造原理的核心“機密”向記者揭示出來,他說,昨天該中心已經將試驗成果報送國家自然研究基金委員會,申請專項資金用于“動物機器人”的研究。
構想源于微型機器人
67歲的蘇學成教授雖是一頭華發,但精神矍鑠,“我的專業是信息科學,但自從我5年前開始癡迷用人工電信號控制動物的神經系統,使動物變成“機器人式”動物的研究后,就從此一發不可收拾。”蘇學成說,“動物機器人”這一構想源于1997-1999年國家自然研究基金項目———蛇形機器人的研究實踐。研究中發現或直觀感覺,微小型機器人研發的“瓶頸”之一是其自身攜帶能量能力的限制,“微型機器人自身攜帶的能量主要消耗在自身運動上了,機器人即使能運動到達目的地,但當其開始“做事”時,能量已經耗盡了,因而無力去做并把信息傳回了。”蘇教授說,這時,他突發奇想:“能不能將機器人移植到動物身上?借助動物自身的能力完成運動,而由動物攜帶的電池能量僅用于對動物的控制和用于通訊,這樣一來,能量的問題不就解決了嗎。”
百只白鼠“犧牲”實驗室
“對于生命科學和解剖學我絕對是門外漢。”蘇教授說,2004年8月,“動物機器人”研究工作正式啟動,中心特地聘請了醫學專家“加盟”,他的工作主要是來處理用于試驗的小白鼠。“我們的試驗原理是用計算機產生具有一定規律的電信號編碼,通過植入白鼠腦內的數根微電極將這些電信號施加到具有特定功能的神經核團,從而使大白鼠在神經核團的控制下實現左轉、右轉、前進等特定動作。”蘇教授說,醫學專家主要是將小白鼠的頭蓋骨揭開,而后將微電極線插入小白鼠大腦中的神經核團上,“整個手術的過程如同雕花,稍有閃失,小白鼠將立即斃命。”蘇教授說,為了這項研究,100多只小白鼠付出了生命代價。
白鼠聽話靠胡須反應
“其實,小白鼠在服從人類指令的過程中是聽不懂人話的。”蘇教授在向記者揭露其中的奧秘時笑著說,小白鼠向左、右轉動的原因是根據胡須的神經反應,當它們左面的胡須感覺到碰到異物的時候,自然就會向右轉,反之相同;而讓小白鼠徑直前行的原因來源于它的愉悅神經,只要讓小白鼠產生愉悅的感覺,它就會直線跑下去。“在試驗的過程中,計算機發出的指令信號通過植入白鼠腦內的微電極線刺激小白鼠兩側的胡須反應神經和愉悅神經,因此小白鼠就會根據人類的指令完成規定的動作。”蘇教授說。
試驗最終獲得成功
但在進入實際的試驗過程后,卻并不是一帆風順。“我們剛開始用白鼠試驗的時候,發現移植了微電極線的白鼠根本不聽從人們的指揮,它們只是在窩里瞎跑亂撞。”難道是試驗原理出現了問題?蘇教授說,信息科學和生命科學的專家立即展開調查,結果發現是用來試驗白鼠的頭部創口出現了感染的情況。“白鼠雖然接受了人類下達的指令,但因其自身疼痛的神經信號要大于人類發出的指令神經信號,因此,它就會出現拒不服從命令的情況。”蘇教授說,他們立
即停止試驗,等到白鼠頭部的創口愈合后,再次實施試驗,這一次,用來試驗的5只白鼠,全部接受了人類下達的指令,試驗成功了。
記者徐勇馮琳攝影報道