該雙人協(xié)作腦控機械臂于2020年5月正式開發(fā)，相比于單人腦控機械臂，多人合作效率更高，可以更好地完成任務。目前，幾乎所有漢字都可以通過該機械臂完成寫作。
新京報訊（記者 戚望）“眼睛注視著這個方塊……”新春來臨之際，天津大學神經(jīng)工程團隊的研究生劉洋、羅睿心坐在電腦前，頭戴儀器，用眼睛盯住視圖書寫板上的黑點，聚精會神地“完成一件大事”。
電腦的另一端，連著一條機械臂，機械臂末端裝有一支毛筆。兩名學生運用腦電波操作了智能機械臂，合作書寫了一張“?！弊?，為大家送上天大的科技“?！薄?/p>
機械臂一筆一劃地寫“福”字
雙人齊心協(xié)力讓機械臂“聽話”
記者獲悉，兩名學生體驗的技術(shù)是天津大學神經(jīng)工程團隊研發(fā)的腦機接口（BCI）系列最新成果——一臺名為“哪吒”的腦控智臂機器人系統(tǒng)。這是目前國際上最大指令集高速BCI系統(tǒng)，由我國獨立自主研發(fā)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
但是，讓“哪吒”聽話，似乎并不是那么容易。劉洋和羅睿心告訴記者，筆畫一共13畫的“?！弊?，兩人合作完成，一共花了3分鐘的時間。“一個人操作要用6分鐘左右，我們就分工完成。一個人負責書寫‘福’字的偏旁和右邊的‘口’，另一個人負責書寫‘福’字右上的橫和下面的‘田’。這樣分工兩個人的工作量基本相當，速度也最快?！?/p>
兩名同學表示，在操作的過程中，需要他們的注意力非常集中，眼神要盯住屏幕上的點。隨后，‘哪吒’可以識別出與筆劃端點相對應的腦電特征，待其快速閃爍四次確認后，將其轉(zhuǎn)化為引導機械臂運動的空間坐標，并控制機械臂進行連點成線的筆劃書寫，最終成字。
揭秘“哪吒”背后的技術(shù)創(chuàng)新
如此科技感滿滿的“福”字，背后原理是什么？
據(jù)項目負責人天津大學神經(jīng)工程團隊博士研究生韓錦介紹，“哪吒”多腦協(xié)控智臂系統(tǒng)可以通過戴在多位協(xié)作者頭上的“電極帽”捕獲他們的頭皮腦電波，經(jīng)過解碼融合各方的合作意圖指令，進而控制機械臂執(zhí)行相應操作。
學生佩戴腦電帽，專注地盯著屏幕上的方塊，完成對機械臂的操控（天津大學供圖）
據(jù)了解，該雙人協(xié)作腦控機械臂于2020年5月開始開發(fā)，相比于單人腦控機械臂，多人合作效率更高，可以更好地完成任務。目前，大部分漢字都可以通過該機械臂完成寫作。
兩名學生協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)難度也升了級。據(jù)介紹，為了實現(xiàn)多腦對同一任務的“無沖突”操控，團隊設計了“哪吒”特定的作業(yè)分配和刺激編碼策略。以書寫為例，“哪吒”智能機械臂就可以將腦-機接口子系統(tǒng)的多維腦控視圖指令映射轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的6D空間坐標，從而實現(xiàn)多腦控一臂的漢字書寫。
事實上，“哪吒”神來之“筆”背后的高性能腦-機接口技術(shù)不僅可以寫字，還在醫(yī)療康復、航空航天等領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。天津腦科學中心主任助理、天津大學醫(yī)學工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院副教授許敏鵬介紹，近期，天津大學團隊還開發(fā)了腦控無人機系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了單人對無人機自由度的連續(xù)控制，擴寬了新一代人機混合系統(tǒng)的應用場景。
“腦機接口技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療康復等領域?qū)崿F(xiàn)初步應用，未來的腦控系統(tǒng)也許會徹底顛覆現(xiàn)有的人機交互方式，人與人的交流不僅停留在語音或文字，還可能通過心靈進行溝通。”許敏鵬說。
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