霍金的高科技轮椅《知识大图解》

泛科学

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史蒂芬·霍金的轮椅图解。本图节录自《How It Works 知识大图解 国际中文版》第12期(2015年9月号)

史蒂芬·霍金二十一岁的时候被诊断出罹患肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)。ALS是一种运动神经元疾病,会导致控制肌肉的神经逐渐坏死。绝大多数患者会在五年内死亡,但幸运的是,霍金教授病情恶化的速度相当缓慢。即使如此,霍金也仅能做出极少数肌肉运动,而且主要集中在脸部肌肉。他与世界连结的方式,所仰赖的是他轮椅里的计算机科技。

不可置信的是,霍金教授只须用一个按钮就能操作他轮椅上平板计算机的所有功能——你不妨想象一下只用空格键操作计算机!霍金的计算机使用了一种名为EZ Keys的特殊接口,可以扫描屏幕键盘上的每一个字母。当霍金移动脸颊时,传感器会侦测他的动作,让计算机停止扫描,藉此拣选字母。他也可以使用这个方法来扫描按钮或选单选项,藉此控制电子邮件的程序、网络浏览器,甚至透过Skype拨打电话。

如今霍金打字的速度已降到每分钟只能打一两个字。为了解决这个问题,英特尔(Intel)的科学家利用霍金经常使用的字汇和写作风格设计了一套算法,可以精确预测他接下来想要用的字。

思想控制的轮椅

当我们想说话时,大脑会将神经讯号送往喉咙,即使你的肌肉无法产生让人听得见的声音亦然。事实上,即使文字只出现在你的脑海里,也会产生神经讯号。最初由美国航天总署艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)研发的一项技术如今已用来帮助重度残障人士,让他们得以自主控制电动轮椅,或将思想传送到语言合成机。使用者将电极贴在喉咙的皮肤上,只要想着如“往左”或“停”等指令,机器便会自动侦测微弱的电子脉冲,将之译码,然后朝轮椅传达正确的指令。霍金曾尝试这类的大脑界面,但对他来说,这仍不够精准。按照目前的技术,电极摆放的位置如果稍微偏移,辨识率就会从94%降到50%以下。

文章来源:http://pansci.asia/archives/84658