從武俠小說中的“御劍術”，到科幻電影里的“阿凡達”，人類一直夢想著用意念控制物體——如今,腦—機接口（BCI）技術正將這一夢想變成現(xiàn)實。
在2018世界機器人大會BCI腦控類賽事中，參賽者戴上腦電波監(jiān)測帽，緊盯電腦屏幕上的字母，無需動手敲擊鍵盤，就能用“意念”打出想要的字。“關鍵在于選手要全神貫注，微弱的腦電波很難被采集。”天津大學神經(jīng)工程團隊成員韓錦介紹，腦—機接口技術就是在人腦和機器設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器終端，俗稱“腦控”。
具體來說，“腦控”可分為3個步驟。首先，腦電波監(jiān)測帽采集并識別人眼注視所誘發(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，利用計算機處理腦電波，將人的想法轉(zhuǎn)為機器的控制指令；最后，將指令傳送給機器，從而實現(xiàn)人腦對機器的直接控制。
從鼠標鍵盤到以Siri為代表的語音交互，再到以Kinect技術為代表的體感交互，人機交互范疇不斷拓展，BCI技術也將隨著研究的不斷深入，在助殘康復、軍事、航天、教育、娛樂、災害救援等領域得到更深層次應用。
“我們開發(fā)了全球首套適用于在軌環(huán)境下的腦—機交互系統(tǒng)。”韓錦告訴經(jīng)濟日報記者，航天員景海鵬和陳冬在天宮二號空間實驗室采用這套系統(tǒng)完成了人類首次太空腦—機交互實驗，驗證了BCI技術在復雜空間環(huán)境中的適用性，為我國載人航天工程的新一代醫(yī)學與人因保障系統(tǒng)提供關鍵技術支撐。
“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。”在西安交通大學醫(yī)工交叉研究所學生王浩沖看來，BCI腦控機器人讓殘障人士重新獲得了與外界交互的能力，在康復醫(yī)療領域具有廣闊的應用空間，能夠造福更多人。
此外，在軍事領域，BCI技術已被用于操控無人機、打造“超級戰(zhàn)士”；在生活領域，“腦控汽車”“腦控家電”“腦控輪椅”等發(fā)明層出不窮；在娛樂領域，Mindflex等腦控玩具供不應求。
“盡管前景可期，但由于腦控對環(huán)境、硬件設備、計算機網(wǎng)絡等方面要求極高，一套設備的成本不低于30萬元；加之機器操作復雜，在現(xiàn)實生活中暫時還沒有消費級的產(chǎn)品應用。”清華大學腦—機接口研究組成員梁栗炎說。由于BCI技術需要神經(jīng)學、腦科學、信息學等多學科融合創(chuàng)新，技術瓶頸有待突破，真正落地尚需時日。
“BCI技術應用尚處于起步階段，公眾在這方面的關注并不多，吸引到的科研資金投入也有限。”王浩沖表示，“世界機器人大會將BCI技術作為獨立主題設置競賽，能夠吸引社會各界主動了解這一領域。此外，人們以競賽的形式真正參與到腦機交互體驗過程中，也讓我們獲得了建立腦電信號數(shù)據(jù)庫的機會，從而推動核心技術取得突破性進展”。
聯(lián)通大腦和機器，是人類不斷運用新技術增強自身能力的過程，正如我們運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腦控機器人的未來值得期待。
在2018世界機器人大會BCI腦控類賽事中，參賽者戴上腦電波監(jiān)測帽，緊盯電腦屏幕上的字母，無需動手敲擊鍵盤，就能用“意念”打出想要的字。“關鍵在于選手要全神貫注，微弱的腦電波很難被采集。”天津大學神經(jīng)工程團隊成員韓錦介紹，腦—機接口技術就是在人腦和機器設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器終端，俗稱“腦控”。
具體來說，“腦控”可分為3個步驟。首先，腦電波監(jiān)測帽采集并識別人眼注視所誘發(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，利用計算機處理腦電波，將人的想法轉(zhuǎn)為機器的控制指令；最后，將指令傳送給機器，從而實現(xiàn)人腦對機器的直接控制。
從鼠標鍵盤到以Siri為代表的語音交互，再到以Kinect技術為代表的體感交互，人機交互范疇不斷拓展，BCI技術也將隨著研究的不斷深入，在助殘康復、軍事、航天、教育、娛樂、災害救援等領域得到更深層次應用。
“我們開發(fā)了全球首套適用于在軌環(huán)境下的腦—機交互系統(tǒng)。”韓錦告訴經(jīng)濟日報記者，航天員景海鵬和陳冬在天宮二號空間實驗室采用這套系統(tǒng)完成了人類首次太空腦—機交互實驗，驗證了BCI技術在復雜空間環(huán)境中的適用性，為我國載人航天工程的新一代醫(yī)學與人因保障系統(tǒng)提供關鍵技術支撐。
“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。”在西安交通大學醫(yī)工交叉研究所學生王浩沖看來，BCI腦控機器人讓殘障人士重新獲得了與外界交互的能力，在康復醫(yī)療領域具有廣闊的應用空間，能夠造福更多人。
此外，在軍事領域，BCI技術已被用于操控無人機、打造“超級戰(zhàn)士”；在生活領域，“腦控汽車”“腦控家電”“腦控輪椅”等發(fā)明層出不窮；在娛樂領域，Mindflex等腦控玩具供不應求。
“盡管前景可期，但由于腦控對環(huán)境、硬件設備、計算機網(wǎng)絡等方面要求極高，一套設備的成本不低于30萬元；加之機器操作復雜，在現(xiàn)實生活中暫時還沒有消費級的產(chǎn)品應用。”清華大學腦—機接口研究組成員梁栗炎說。由于BCI技術需要神經(jīng)學、腦科學、信息學等多學科融合創(chuàng)新，技術瓶頸有待突破，真正落地尚需時日。
“BCI技術應用尚處于起步階段，公眾在這方面的關注并不多，吸引到的科研資金投入也有限。”王浩沖表示，“世界機器人大會將BCI技術作為獨立主題設置競賽，能夠吸引社會各界主動了解這一領域。此外，人們以競賽的形式真正參與到腦機交互體驗過程中，也讓我們獲得了建立腦電信號數(shù)據(jù)庫的機會，從而推動核心技術取得突破性進展”。
聯(lián)通大腦和機器，是人類不斷運用新技術增強自身能力的過程，正如我們運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腦控機器人的未來值得期待。
