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腦機介面搭AI 癱瘓患者也能「寫字」

霍華休斯醫學研究中心利用腦機介面加上RNN演算法,可以讓癱瘓患者每分鐘打出90個字元,跟一般人用手機打字速度差不多。HHMI

霍華休斯醫學研究中心(The Howard Hughes Medical Institute,HHMI)最新一篇研究刊登在《自然》期刊,研究中透過如阿斯匹靈大小的電極植入腦部的控制區,可以讓癱瘓的人每分鐘打出90個字元,再加上自動糾錯系統,可以讓準確率高達99%。

根據Ars Technica報導,該技術主要是讓受試者想像自己在寫字的畫面,再利用電極收集腦中的神經活動訊號,破解後再利用RNN演算法進行模型訓練,把神經活動轉換成描述字元,以幫助癱瘓患者可以自己「寫字」。

整個研究中,HHMI將電極接在受試者的控制右手和右手臂運動的腦部控制區,並讓受試者每天在腦中想像自己在寫字,經過7.6個小時的收集,完成3.1萬多個字元的數據集,用來訓練演算法。經過這個方式,受試者從想到字元輸出、反應時間約半秒鐘,每分鐘大概可打18個詞,大概是90個字元,比起一般人玩手機打字的數字每分鐘在115個字元左右,速度已經相當接近。

在之前的研究中,是讓受試者集中精神,在螢幕鍵盤上選字,並把正確的字打出來,雖然百分百正確,但效率不佳,每分鐘只能打大概45個字元,而且沒辦法持續太久,並不是太容易操作。而新的研究發方法,運用腦機介面(Brain-computer Interface)可以「我想寫我手」,提升兩倍的打字速度,這對癱瘓患者來說更可以重建與世界的聯繫、接近無障礙的生活。

不過研究也指出,如果是讓受試者自由回答,打字速度會稍微下降,每分鐘大約只能打出75個字元,錯誤率會提升到2%,但整體系統是可以正常運作,而且研究團隊也還無法確定這套系統是否可以適用於每個癱瘓患者、效能會不會因人而異。但這個新研究確實是有不錯的商業潛力,如果未來可以商品化,將可以造福更多癱瘓患者,讓他們能更自在的表達自己內心的想法。

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