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腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface，簡稱 BCI）是一種能夠在大腦與外部設(shè)備之間樹立直接信息溝通通道的技能。其中心原理是經(jīng)過電極（侵入式或非侵入式）記載大腦活動，使用信號處理算法將神經(jīng)信號轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的指令。經(jīng)過腦機(jī)接口，人類或動物不需要經(jīng)過言語或動作，直接用大腦就能夠控制機(jī)器設(shè)備。

傳統(tǒng)腦機(jī)接口的自適應(yīng)解碼器缺少大腦自動參加，且腦電信號收集的通道數(shù)急劇增加，解碼算法也變得愈加雜亂，為腦電高效實(shí)時處理帶來巨大應(yīng)戰(zhàn)。

近來，由天津大學(xué)腦機(jī)海河試驗(yàn)室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院協(xié)作發(fā)布的全球首個“雙環(huán)路”無創(chuàng)腦機(jī)接口體系，把腦與機(jī)的信息交互，進(jìn)行了智能交融，完結(jié)了“1+1>2”的作用，其腦電信號解碼速度進(jìn)步216倍，能耗下降至本來的1/1643，并能夠完結(jié)對無人機(jī)的靈敏“腦控”。

協(xié)同演進(jìn)腦機(jī)接口結(jié)構(gòu)。

2月17日，相關(guān)效果的論文在線發(fā)表于世界威望期刊《天然·電子》。論文標(biāo)題為《根據(jù)憶阻器自適應(yīng)神經(jīng)形狀解碼器的腦機(jī)接口》（A memristor-based adaptive neuromorphic decoder for brain-computer interfaces）。

2月19日，該論文的通訊作者之一、天津大學(xué)許敏鵬教授向洶涌科技表明，“雙環(huán)路腦機(jī)協(xié)同演進(jìn)結(jié)構(gòu)”的提出，不只帶來了理論上的立異，更在體系功能方面完結(jié)了打破。許敏鵬解說說，在體系中引入了憶阻器，使解碼速度進(jìn)步許多，歸一化解碼速度進(jìn)步百倍以上，能耗下降至千分之一以下；功耗下降許多，能夠長時間進(jìn)行腦機(jī)交互。“憶阻器的基本原理便是模仿大腦神經(jīng)元的放電進(jìn)程。”在接連6小時的長時程腦機(jī)交互試驗(yàn)中，“雙環(huán)路”腦機(jī)接口的準(zhǔn)確率進(jìn)步約20%，打破了傳統(tǒng)腦機(jī)接口試驗(yàn)時長一般控制在1個小時的約束。

關(guān)于“腦控”時長上的差異，許敏鵬表明，傳統(tǒng)的腦接口研討，一般都是短時長研討。“由于咱們的大腦是一個非線性體系，它的腦電波一向都在改動。這種改動的腦電波會對我腦機(jī)的解碼帶來負(fù)面影響，讓它的正確率下降，導(dǎo)致沒有辦法做長時間的腦機(jī)交互。但咱們是做了6個小時的腦機(jī)交互試驗(yàn)。咱們經(jīng)過‘雙環(huán)路’機(jī)制，讓整個腦機(jī)接口的體系功能不隨時刻的推移而下降，反而進(jìn)步了。”。

許敏鵬表明，由于無人機(jī)控制應(yīng)該是目前腦機(jī)接口控制使命中難度最大的使命，所以這次他們挑選了使用腦機(jī)接口對無人機(jī)進(jìn)行控制來進(jìn)行檢測。

無人機(jī)的自由度十分高，精度也十分高，并且實(shí)時呼應(yīng)。“咱們的腦機(jī)接口能完結(jié)4個自由度的接連控制，并且能完結(jié)一些相對雜亂的使命。其他的，基本上都只是兩個自由度的控制。”。

（a）腦-憶阻器交互式更新結(jié)構(gòu);（b）根據(jù)憶阻器腦電解碼的實(shí)時腦控?zé)o人機(jī)飛翔。

許敏鵬展望，未來5-10年內(nèi)，腦機(jī)接口體系有望在醫(yī)療范疇推進(jìn)視健康確診、偏癱恢復(fù)、人工耳蝸調(diào)試等使用落地，并在消費(fèi)電子范疇催生意念控制、腦健康監(jiān)測等新場景。

針對無創(chuàng)設(shè)備長時間佩帶的安全性爭議，許敏鵬教授則以“學(xué)習(xí)騎自行車”類比解說：“長時間佩帶這類設(shè)備，的確會對大腦活動產(chǎn)生影響，但并非一定是不良影響。以學(xué)騎自行車為例，從開始的手忙腳亂到輕松駕御，大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)必定閱歷了重構(gòu)。這便是學(xué)習(xí)帶來的改動，是大腦習(xí)得新技能的進(jìn)程，也是本身優(yōu)化晉級的進(jìn)程。”。

天津大學(xué)許敏鵬教授（中）。