芯耀
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近日，天津大學(xué)腦機海河實驗室聯(lián)合清華大學(xué)集成電路學(xué)院，成功研發(fā)出一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的“雙環(huán)路”無創(chuàng)演進腦機接口系統(tǒng)。這一創(chuàng)新技術(shù)為未來的智能人機交互，尤其是無人機操控領(lǐng)域，帶來了新的突破和無限可能。
該腦機接口系統(tǒng)的核心是其獨特的“雙環(huán)路腦機協(xié)同演進框架”。這個框架包括兩個主要部分：“機學(xué)習(xí)”環(huán)路和“腦學(xué)習(xí)”環(huán)路。在“機學(xué)習(xí)”環(huán)路中，憶阻器解碼器能夠?qū)崟r更新解碼參數(shù)，以適應(yīng)用戶腦電信號的變化；而在“腦學(xué)習(xí)”環(huán)路中，通過“決策—反饋”機制不斷優(yōu)化任務(wù)相關(guān)的腦電特征。這種設(shè)計不僅提高了系統(tǒng)的精度和效率，同時也降低了能耗。
特別值得注意的是，該系統(tǒng)在無人機操控方面展現(xiàn)了卓越的能力。傳統(tǒng)腦機接口技術(shù)通常只能實現(xiàn)簡單的二自由度飛行控制，而“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)則支持無人機進行上下、左右、前后及旋轉(zhuǎn)四自由度的復(fù)雜操作。在一項長達6小時的實驗中，研究團隊展示了系統(tǒng)如何通過持續(xù)優(yōu)化大腦信號處理，實現(xiàn)了對無人機穩(wěn)定且高效的操控。實驗結(jié)果顯示，隨著使用時間的增加，系統(tǒng)性能非但沒有下降，反而提升了大約20%的準確率。
天津大學(xué)許敏鵬教授表示，相較于傳統(tǒng)的純數(shù)字硬件方案，“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)在效能上提升了百倍以上，能耗降低至千分之一以下。這使得該系統(tǒng)不僅適用于無人機操控，還具有廣泛的應(yīng)用前景，如醫(yī)療康復(fù)、智能家居等。
盡管這項技術(shù)展現(xiàn)出巨大的潛力，但它也引發(fā)了一些關(guān)于隱私保護和社會倫理問題的關(guān)注。例如，如何確保用戶的腦電波數(shù)據(jù)安全，以及如何避免因技術(shù)普及而導(dǎo)致的社會不平等現(xiàn)象等，都是需要深入探討的問題。
此次研究成果已在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·電子》上發(fā)表，標志著我國在智能科技領(lǐng)域的重大進展。未來，隨著技術(shù)的進一步成熟，這款腦機接口系統(tǒng)計劃擴展到更多便攜式或可穿戴設(shè)備中，服務(wù)于消費級、醫(yī)療級等各類智能人機交互場景。
總之，天津大學(xué)與清華大學(xué)的合作成果不僅推動了腦機接口技術(shù)的發(fā)展，也為無人機操控開辟了新的路徑。這項技術(shù)的成功應(yīng)用預(yù)示著一個更加智能化、便捷化的人機協(xié)作時代的到來，將極大地提升人們的生活質(zhì)量，并為身體殘疾人士、老年人等特殊群體帶來福音。
