脑机一体化:西工大将科幻变现实

脑机一体化:西工大将科幻变现实

用意念就能让机器人动起来,让无人机飞行,这莫非是科幻片里的场景?西北工业大学谢松云脑控团队经过多年的深入研究,用“脑机一体化”攻破了脑控技术的难题和技术瓶颈,将这种“科幻场景”变为现实。目前,该团队已经成功实现脑控小车、脑控机器人、脑控无人机。

“脑机一体化”让大脑实现对事物的控制,虽然早已有所耳闻,但是在谢松云团队的实验室,现场演示还是让记者吃了一惊。通过佩戴的智能头环,操作人员盯着屏幕上的LED灯,就能控制机器人准确抓取或放下前方的玩偶。这是西北工业大学电子信息学院谢松云教授创新团队的最新成果,机器人不再用操控手柄来控制,而是由操作人员的“大脑”直接控制。

“实际上就是通过人的眼睛来看LED灯的闪烁,这四个灯频率是不一样的,视觉刺激后脑袋里就会出现相应的脑电信号。我们通过这样一个脑电检测的设备,把这个频率的(脑电)信号提取出来,再转换成控制信号,然后来遥控这个机器人。西北工业大学电子信息学院谢松云教授说,人脑神经元活动时就会产生电信号,这些信号相叠加就形成了脑电波。而通常意义上的脑控技术希望实现“脑子里怎么想,事物就怎样运动”的效果,但实际应用中最大的难度就是对“脑功能特征”的提取。为此,谢松云和她团队经过十多年不懈的努力成功突破了这项难题,研发出了多种诱发模式相结合的脑控技术,目前已经成功实现脑控无人机的跨障碍、绕八字飞行。

尽管实现了多模式脑特征的提取,但脑机接口还存在一些较难克服的局限性,如速度慢、正确率不够高。为解决这一问题,谢松云团队率先提出了“脑机一体化”的概念,将大脑的智力和基于计算机技术的人工智能结合起来,使大脑作为计算机控制系统的一个组成部分,构成一个既有大脑的灵活和智能,又有计算机的高速和大容量的新型系统,用于对各种事物的控制。“脑机一体化”不仅可以大幅度提高脑控的智能化和适应性,亦将有力推动脑控技术的实际应用。目前谢松云团队所研发的脑控技术在世界上处于先进水平,实验平均任务完成时间为1.5秒以内,并正向1秒之内的目标努力。

近年来,谢松云团队加大力度推动脑控技术的实际应用。他们将脑控技术和人工智能结合起来,在无人探测救援、无人驾驶等领域取得进展。救援救灾中,在未知的复杂环境或危险区域可采用无人探测设备进行探测。但是,在情况不明的情况下盲目使用AI系统设备往往会无法正确识别目标并造成不必要的能量消耗,而探测车可携带的能源有限。谢松云团队利用手-脑-机协同的技术,在环境不明情况下用手控和脑控驱动无人探测设备的快速运行和目标发现,待发现疑似目标后再启动AI系统精准实施探测、识别,人机联合决策给出操作指令,在节能的前提下保证了精准探测和施救。

“脑控技术应用前景广阔,希望这一技术早日进入寻常百姓家,为大众生活服务。”谢松云充满信心地表示,以目前的研究进程来看,这一目标的实现并不是很遥远。(西安报业全媒体记者 姜泓)

编辑:安之

审核:初墨

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来源/西安日报 出品/西安日报社