天津95后大学生脑电波写福字
天津大学神经工程团队中的两位年轻研究生刘洋与罗睿心,在2021年的春节前夕,通过他们自主研发的名为“哪吒”的多脑协控智臂系统,实现了多人协同脑控机械臂书写汉字的壮举。这一前所未有的尝试,让他们成功用脑电波操控机械臂挥毫出“福”字,这无疑标志着脑机接口技术在协同控制领域迈出了重要的一步。
技术背后的实现原理究竟是什么呢?
脑电信号的采集是这一技术的基础。两位研究者佩戴布满电极的脑电采集帽,他们的注意力集中在屏幕上的汉字笔画上。这些脑电波被电极帽捕捉后,被传输到系统后端进行解码。这些解码后的指令转化为6D空间坐标,从而精准控制机械臂进行书写。
系统的核心技术可谓是这一突破的关键。其中包括了超大指令高速脑-机接口以及多脑协同作业模式。脑-机接口技术通过时-频-相混合脑信息编码技术,实现了108个指令集的在线控制,显著提升了脑控指令的维度和输出速度。而多脑协同作业模式则通过特定的分配策略和刺激编码,将多位协作者的脑电信号融合为统一指令。这一创新技术避免了操作冲突,实现了“无冲突”的协同操控。
智能机械臂子系统也是这一技术的重要组成部分。这个系统可以将解码后的多维指令精确地映射为机械臂的6D空间坐标,支持极其精细的动作执行。例如书写汉字时,机械臂可以精准完成抬笔、落笔以及笔画轨迹的细微控制。
此次成果无疑是一系列创新与突破的汇聚。作为全球首次多人协同脑控书写的实验,这一成果展示了脑机接口技术在协同控制领域的巨大潜力。相较于单人脑控,协同模式下的操控效率和信息传输速率提升了一倍以上。视图分辨率的升级也支持了更复杂的任务执行。
这一技术的展示不仅在学术界引起了广泛关注,也在社会中产生了深远的影响。实验视频在社交媒体平台的广泛传播,引发了公众对脑机接口技术的关注和热议。团队将传统的春节习俗与前沿科技相结合,以“科技福”的形式展示了这一技术的创新表达。该技术可广泛应用于医疗康复、人机协作等领域,为行动障碍患者带来福音,助力他们实现精细操作。天津大学神经工程团队的这一成果不仅展示了科技的魅力,更是为未来的脑机接口技术发展奠定了坚实的基础。