本帖最后由 春风万水千山 于 2021-2-10 22:03 编辑
“眼睛注视着这个方块……”
新春来临之际，天津大学神经工程团队的研究生刘洋、罗睿心坐在电脑前，头戴仪器，用眼睛盯住视图书写板上的黑点，聚精会神地“完成一件大事”。
电脑的另一端，连着一条机械臂，机械臂末端装有一支毛笔。
两名学生，运用脑电波控制智能机械臂，合作书写了一张“福”字，为大家送上天大的科技“福”。 . ▲机械臂一笔一划地写“福”字。天津大学供图
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双人齐心协力让机械臂“听话”
记者获悉，两名学生体验的技术是天津大学神经工程团队研发的脑机接口（BCI）系列最新成果——一台名为“哪吒”的脑控智臂机器人系统。
这是目前国际上最大指令集高速BCI系统，由我国独立自主研发，具有完全自主知识产权。
但是，让“哪吒”听话，似乎并不是那么容易。刘洋和罗睿心告诉记者，笔画一共13画的“福”字，两人合作完成，一共花了3分钟的时间。“一个人操作要用6分钟左右，我们就分工完成。一个人负责书写‘福’字的偏旁和右边的‘口’，另一个人负责书写‘福’字右上的横和下面的‘田’。这样分工两个人的工作量基本相当，速度也最快。”
两名同学表示，在操作的过程中，需要他们的注意力非常集中，眼神要盯住屏幕上的点。随后，‘哪吒’可以识别出与笔划端点相对应的脑电特征，待其快速闪烁四次确认后，将其转化为引导机械臂运动的空间坐标，并控制机械臂进行连点成线的笔划书写，最终成字。
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揭秘“哪吒”背后的技术创新
如此科技感满满的“福”字，背后原理是什么？
据项目负责人天津大学神经工程团队博士研究生韩锦介绍，“哪吒”多脑协控智臂系统可以通过戴在多位协作者头上的“电极帽”捕获他们的头皮脑电波，经过解码融合各方的合作意图指令，进而控制机械臂执行相应操作。
▲学生佩戴脑电帽，专注地盯着屏幕上的方块，完成对机械臂的操控。天津大学供图
据了解，该双人协作脑控机械臂于2020年5月开始开发，相比于单人脑控机械臂，多人合作效率更高，可以更好地完成任务。目前，大部分汉字都可以通过该机械臂完成写作。
两名学生协同作业，实现难度也升了级。据介绍，为了实现多脑对同一任务的“无冲突”操控，团队设计了“哪吒”特定的作业分配和刺激编码策略。以书写为例，“哪吒”智能机械臂就可以将脑-机接口子系统的多维脑控视图指令映射转化为统一的6D空间坐标，从而实现多脑控一臂的汉字书写。
事实上，“哪吒”神来之“笔”背后的高性能脑-机接口技术不仅可以写字，还在医疗康复、航空航天等领域展现出巨大的应用潜力。
天津脑科学中心主任助理、天津大学医学工程与转化医学研究院副教授许敏鹏介绍，近期，天津大学团队还开发了脑控无人机系统，首次实现了单人对无人机自由度的连续控制，扩宽了新一代人机混合系统的应用场景。
“脑机接口技术已经在医疗康复等领域实现初步应用，未来的脑控系统也许会彻底颠覆现有的人机交互方式，人与人的交流不仅停留在语音或文字，还可能通过心灵进行沟通。”许敏鹏说。
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发表于 2021-2-10 22:01:13
