山东科大造“机器鸟” 人可控制鸽子行动(图)

电脑发射出无线电信号；微型信号接收器，接收到信号；鸽脑中的钢针将模拟脑电波传递到相应的神经，机器人鸟开始被人控制；根据不同的刺激，鸽子可以左右转动；为了加强演示效果，工作人员特地在信号接收器上连了长长的导线

　　山东科大研制出“世界首只机器人鸟”对鸽子进行手术后　人可以发出指令　控制其行动(图)

　　钢针插脑颅家鸽变身“机器鸟”

　　项目负责人称利用模拟脑电波控制动物在世界上尚属首例　目前只能做简单动作

　　“发射电信号模拟鸽子脑电波，这只‘机器人鸟’就可以在人的操控下左转、右转、强制起飞等。”

　　山东科技大学表示，此前，美日等国研发的“间谍”鲨鱼、“机器人蟑螂”，是通过电流刺激和条件反射控制的，而山东科大的“机器人鸟”则是通过发射模拟脑电波的电信号操控的，在世界上属于首创。

　　人真的能自如地控制机器人鸟了吗？

　　山东科大机器人研究中心刘小峰博士说：机器人鸟目前只能做简单的动作，操控鸽子准确起飞、绕飞一周降落仍没能达到。

　　记者在山东科大研究中心目睹了鸽子变成机器人鸟的手术过程。

　　钻颅手术6根钢针插鸽脑

　　家鸽变成机器人鸟，只需做一个钻颅手术。将6根不锈钢针分成三组，插入鸽子的脑神经，然后在鸽子头部安装一个外接插口接收由电脑发射来的“脑电波”。

　　麻醉鸽子开始做钻颅手术

　　“咕噜咕噜”，鸽子不停地叫着，在山东科技大学槐老师的手中奋力扭动着身躯。她动作麻利地拿起注射器，准确扎进鸽子的胸大肌。4毫升手术麻醉药缓缓推入后，鸽子的头软软地向一旁歪去。

　　3月5日的上午9时，在位于青岛的山东科技大学机器人研究中心，一个听起来有些“残忍”的钻颅手术正等待着这只鸽子。6根不锈钢针将插进它的颅骨，在它不足一粒黄豆大的脑组织中永久安家。

　　届时，人工指令发出电信号，在这种以假乱真的“脑电波”指挥下，鸽子便会不由自主地按照人的指令行动。

　　“它将成为我们成功‘改造’的20只机器人鸟中的一只。这20只机器人鸟将是世界上已知的、唯一可以用电信号控制的鸟。”这项研究的负责人山东科大的苏学成教授说。

　　割掉头皮刀刮一层颅骨膜

　　聚光灯打开，将鸽子头部罩在光影中，定位仪紧紧夹住鸽子的脑袋。槐老师褪掉鸽子头顶的羽毛，用镊子夹起蘸了消毒液的棉球在鸽子裸露的皮肤上擦拭。

　　她揪起鸽子的头皮，“喀嚓”一剪刀，一角硬币大小的表皮就掉了下来。“结构和人很像，很薄，下面就是颅骨。”因为技术熟练，几乎没有出血。青灰色的颅骨暴露在眼前。

　　槐老师拿起一把手术刀片开始刮鸽子的颅骨，一层白色骨屑伴随着“沙沙”的刮动声飘落下来。“我要刮掉一层颅骨膜，这样让颅骨表面略微凹凸，有利于术后固定外接插口。”

　　6根钢针分3组插进颅骨

　　接下来，她要开动电钻，在厚度和坚果壳相仿的颅骨上，钻出3个比针尖略粗的小孔。然后把6根8毫米长、直径100微米的不锈钢针分成三组正负电极，分别插入这3个小孔，每一组钢针都得直抵鸽子黄豆大小的脑神经深处，届时三组钢针将承担接收不同电信号的任务。

　　她解释说，3组钢针的目标，是插进颅骨、穿越鸽子脑神经纵横交错的100多个神经核团，准确探寻到其中特定的3个神经核团，插入。

　　据介绍，他们从2005年开始给鸽子做这种手术，在实验了大约300只鸽子的时候，手术的效果开始比较明显。目前已经给400只鸽子动过同样的钻颅手术。

　　手术失败的鸽子，有一部分养着，有的还抱了窝，其他都当成实验品处理掉了。

　　固定接口鸽子头戴粉红冠

　　2个小时之后，手术结束。鸽子还在昏睡。6根钢针已经完全插进脑颅预定位置，露在鸽子脑袋外面的只是一个微型的外插接口。

　　“这个接口并非控制鸽子的关键仪器，它并没有直接接收信号的作用，仅仅是一个接口而已。”槐老师用粉红色的牙科水泥把外接插口牢牢固定在鸽子头部。现在从外观上看，鸽子犹如戴上了一个小小的王冠。

　　“苏醒后喂它一些消炎药，7天左右就可以康复了。除了埋入脑神经里的钢针，它和其他鸽子没有区别。”槐老师说，“不过它现在已经不仅仅是一只鸽子了。它的新名字叫‘机器人鸟’。”

　　人工遥控鸽子跳起“小步舞曲”

　　研究中心一间实验室内，摆放着七八个装着鸽子的鸽笼，鸽子头顶都有一个“王冠”。

　　这是一种什么样的机器人鸟？模拟脑电波是如何通过钢针控制鸽脑的？

　　接受遥控连接信号接收器

　　刘小峰戴上手套，捉出一只鸽子。“在它头顶的接口上，再连接一个微型信号接收器，用于接收电脑发出的动作指令。”

　　邮票大小的电源电池、布着集成电路的微刺激发生器芯片，再加上一根螺丝钉粗细的无线天线，这三样捆绑在一起，就组成一个微型信号接收器，总重量12克。

　　接收器连着6根细细的软导线，软导线的另一头再插入鸽子头顶的接口，和埋在鸽子脑中的6根纲针一一对应——这样就构成了一个传导和接收电信号的完整回路。

　　电脑指令操控鸽子左转圈

　　刘小峰打开电脑，界面上显示出一个指令软件。“左”、“右”、“中间”分别对应着不同位置的钢针。“当我想让鸽子左转的时候，我就点击‘左’，反之点击‘右’。点‘中间’则可以让鸽子强制起飞。”

　　他比画着，“不同方向的指令设置成不同的编码，通过无线电发射器输出信号，传递给微型信号接收器，转化为模拟脑电波，通过钢针传送到鸽子的对应神经核团。这样它就做出不同的动作了。”

　　他按了几下鼠标，接收器的红灯亮了，表示电信号正在快速流向鸽子的大脑深处。很快，站在地板上的鸽子，甩甩脑袋，像是被什么力量推动一样，不由自主向左侧转动了几步。

　　记者要求试一下，在不断点击“左”的时候，鸽子开始不停地原地左向转圈，犹如在跳一段“小步舞曲”。一旁的槐老师不放心地嘱咐记者：“轻点轻点，要不鸽子受不了！”

　　●工作原理

　　电信号模拟脑电波

　　苏学成说：“这绝不是驯动物，不是抽它一鞭子让它跑起来这么简单。”他介绍，国际上的类似实验都是结合条件反射完成的。他说，这种技术不是运用电流刺激使鸽子使其发生条件反射，而是通过发射电信号模拟鸽子的脑电波，让鸽子自动产生相应的反应和动作。“实验完全是强制性的，不需要训练，可以大批使用。”

　　●技术现状

　　“上天入地”尚达不到

　　机器人鸟能“按照研究人员发出的计算机指令，准确完成起飞、盘旋、飞行等任务”。给人感觉似乎机器人鸟和人的配合已经流利自如。

　　但是，根据现场了解的情况，控制鸽子的行为仅仅局限在比较简单的动作上。“加速”、“减速”、“停止”等精确的指令则无法实现。

　　“我们从来没有说过鸽子可以准确地起飞、绕飞一周降落。目前只是一个基础研究。”刘小峰澄清了有关的不实说法。

　　他介绍，现在他们需要做的是首先把微型信号接收器的重量减轻下来。而芯片的开发还面临接收、传感等一系列问题，短期内并不容易实现。

　　●相关背景

　　国外机器人动物研究

　　2006年，美国研究人员将电极植入鲨鱼大脑，刺激控制嗅觉的区域，从而控制它的游动方向。

　　2001年，日本研究人员给蟑螂装上电子背包，当进行适当的刺激时，蟑螂就能根据需要向左转或者向右转。

　　 文/杨猛

　　1.电脑发射出无线电信号

　　2.微型信号接收器，接收到信号

　　3.鸽脑中的钢针将模拟脑电波传递到相应的神经，机器人鸟开始被人控制

　　4.根据不同的刺激，鸽子可以左右转动

　　为了加强演示效果，

　　工作人员特地在信号接收器上连了长长的导线