從武俠小說中的“御劍術(shù)”，到科幻電影里的“阿凡達(dá)”，人類一直夢(mèng)想著用意念控制物體——如今,腦—機(jī)接口（BCI）技術(shù)正將這一夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。
在2018世界機(jī)器人大會(huì)BCI腦控類賽事中，參賽者戴上腦電波監(jiān)測(cè)帽，緊盯電腦屏幕上的字母，無需動(dòng)手敲擊鍵盤，就能用“意念”打出想要的字。“關(guān)鍵在于選手要全神貫注，微弱的腦電波很難被采集。”天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)成員韓錦介紹，腦—機(jī)接口技術(shù)就是在人腦和機(jī)器設(shè)備之間建立信息傳遞的連接通路，使人腦發(fā)出的指令可以直接傳遞給指定的機(jī)器終端，俗稱“腦控”。
具體來說，“腦控”可分為3個(gè)步驟。首先，腦電波監(jiān)測(cè)帽采集并識(shí)別人眼注視所誘發(fā)的特定腦電波，并在放大腦電波和消除噪音后，分析出人的意圖；然后，利用計(jì)算機(jī)處理腦電波，將人的想法轉(zhuǎn)為機(jī)器的控制指令；最后，將指令傳送給機(jī)器，從而實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)機(jī)器的直接控制。
從鼠標(biāo)鍵盤到以Siri為代表的語音交互，再到以Kinect技術(shù)為代表的體感交互，人機(jī)交互范疇不斷拓展，BCI技術(shù)也將隨著研究的不斷深入，在助殘康復(fù)、軍事、航天、教育、娛樂、災(zāi)害救援等領(lǐng)域得到更深層次應(yīng)用。
“我們開發(fā)了全球首套適用于在軌環(huán)境下的腦—機(jī)交互系統(tǒng)。”韓錦告訴經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者，航天員景海鵬和陳冬在天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室采用這套系統(tǒng)完成了人類首次太空腦—機(jī)交互實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了BCI技術(shù)在復(fù)雜空間環(huán)境中的適用性，為我國(guó)載人航天工程的新一代醫(yī)學(xué)與人因保障系統(tǒng)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
“幫助漸凍人、腦癱患者以及其他存有肢體或語言功能障礙的人提高生活質(zhì)量，是一件很偉大的事。”在西安交通大學(xué)醫(yī)工交叉研究所學(xué)生王浩沖看來，BCI腦控機(jī)器人讓殘障人士重新獲得了與外界交互的能力，在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間，能夠造福更多人。
此外，在軍事領(lǐng)域，BCI技術(shù)已被用于操控?zé)o人機(jī)、打造“超級(jí)戰(zhàn)士”；在生活領(lǐng)域，“腦控汽車”“腦控家電”“腦控輪椅”等發(fā)明層出不窮；在娛樂領(lǐng)域，Mindflex等腦控玩具供不應(yīng)求。
“盡管前景可期，但由于腦控對(duì)環(huán)境、硬件設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等方面要求極高，一套設(shè)備的成本不低于30萬元；加之機(jī)器操作復(fù)雜，在現(xiàn)實(shí)生活中暫時(shí)還沒有消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品應(yīng)用。”清華大學(xué)腦—機(jī)接口研究組成員梁栗炎說。由于BCI技術(shù)需要神經(jīng)學(xué)、腦科學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科融合創(chuàng)新，技術(shù)瓶頸有待突破，真正落地尚需時(shí)日。
“BCI技術(shù)應(yīng)用尚處于起步階段，公眾在這方面的關(guān)注并不多，吸引到的科研資金投入也有限。”王浩沖表示，“世界機(jī)器人大會(huì)將BCI技術(shù)作為獨(dú)立主題設(shè)置競(jìng)賽，能夠吸引社會(huì)各界主動(dòng)了解這一領(lǐng)域。此外，人們以競(jìng)賽的形式真正參與到腦機(jī)交互體驗(yàn)過程中，也讓我們獲得了建立腦電信號(hào)數(shù)據(jù)庫的機(jī)會(huì)，從而推動(dòng)核心技術(shù)取得突破性進(jìn)展”。
聯(lián)通大腦和機(jī)器，是人類不斷運(yùn)用新技術(shù)增強(qiáng)自身能力的過程，正如我們運(yùn)用汽車突破行走的速度限制，用電話突破聽力的范圍限制。BCI腦控機(jī)器人的未來值得期待。
在2018世界機(jī)器人大會(huì)BCI腦控類賽事中，參賽者戴上腦電波監(jiān)測(cè)帽，緊盯電腦屏幕上的字母，無需動(dòng)手敲擊鍵盤，就能用“意念”打出想要的字。“關(guān)鍵在于選手要全神貫注，微弱的腦電波很難被采集。”天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)成員韓錦介紹，腦—機(jī)接口技術(shù)就是在人腦和機(jī)器設(shè)備之間建立信息傳遞的連接通路，使人腦發(fā)出的指令可以直接傳遞給指定的機(jī)器終端，俗稱“腦控”。
具體來說，“腦控”可分為3個(gè)步驟。首先，腦電波監(jiān)測(cè)帽采集并識(shí)別人眼注視所誘發(fā)的特定腦電波，并在放大腦電波和消除噪音后，分析出人的意圖；然后，利用計(jì)算機(jī)處理腦電波，將人的想法轉(zhuǎn)為機(jī)器的控制指令；最后，將指令傳送給機(jī)器，從而實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)機(jī)器的直接控制。
從鼠標(biāo)鍵盤到以Siri為代表的語音交互，再到以Kinect技術(shù)為代表的體感交互，人機(jī)交互范疇不斷拓展，BCI技術(shù)也將隨著研究的不斷深入，在助殘康復(fù)、軍事、航天、教育、娛樂、災(zāi)害救援等領(lǐng)域得到更深層次應(yīng)用。
“我們開發(fā)了全球首套適用于在軌環(huán)境下的腦—機(jī)交互系統(tǒng)。”韓錦告訴經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者，航天員景海鵬和陳冬在天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室采用這套系統(tǒng)完成了人類首次太空腦—機(jī)交互實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了BCI技術(shù)在復(fù)雜空間環(huán)境中的適用性，為我國(guó)載人航天工程的新一代醫(yī)學(xué)與人因保障系統(tǒng)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
“幫助漸凍人、腦癱患者以及其他存有肢體或語言功能障礙的人提高生活質(zhì)量，是一件很偉大的事。”在西安交通大學(xué)醫(yī)工交叉研究所學(xué)生王浩沖看來，BCI腦控機(jī)器人讓殘障人士重新獲得了與外界交互的能力，在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間，能夠造福更多人。
此外，在軍事領(lǐng)域，BCI技術(shù)已被用于操控?zé)o人機(jī)、打造“超級(jí)戰(zhàn)士”；在生活領(lǐng)域，“腦控汽車”“腦控家電”“腦控輪椅”等發(fā)明層出不窮；在娛樂領(lǐng)域，Mindflex等腦控玩具供不應(yīng)求。
“盡管前景可期，但由于腦控對(duì)環(huán)境、硬件設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等方面要求極高，一套設(shè)備的成本不低于30萬元；加之機(jī)器操作復(fù)雜，在現(xiàn)實(shí)生活中暫時(shí)還沒有消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品應(yīng)用。”清華大學(xué)腦—機(jī)接口研究組成員梁栗炎說。由于BCI技術(shù)需要神經(jīng)學(xué)、腦科學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科融合創(chuàng)新，技術(shù)瓶頸有待突破，真正落地尚需時(shí)日。
“BCI技術(shù)應(yīng)用尚處于起步階段，公眾在這方面的關(guān)注并不多，吸引到的科研資金投入也有限。”王浩沖表示，“世界機(jī)器人大會(huì)將BCI技術(shù)作為獨(dú)立主題設(shè)置競(jìng)賽，能夠吸引社會(huì)各界主動(dòng)了解這一領(lǐng)域。此外，人們以競(jìng)賽的形式真正參與到腦機(jī)交互體驗(yàn)過程中，也讓我們獲得了建立腦電信號(hào)數(shù)據(jù)庫的機(jī)會(huì)，從而推動(dòng)核心技術(shù)取得突破性進(jìn)展”。
聯(lián)通大腦和機(jī)器，是人類不斷運(yùn)用新技術(shù)增強(qiáng)自身能力的過程，正如我們運(yùn)用汽車突破行走的速度限制，用電話突破聽力的范圍限制。BCI腦控機(jī)器人的未來值得期待。
