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脑电波写福字,“哪吒”再送天大的科技“福”!

天津大学 2021-09-21

5日,来自天津大学神经工程团队的两位95后同学,通过团队自主研制的“哪吒”多脑协控智臂系统,用二人的脑电波共同操作智能机械臂成功书写福字的视频,在微博、抖音等社交媒体“刷屏”,并登上微博热搜榜,为大家送上天大的科技“福”。



实验室里,两位同学戴好“哪吒”布满电极的脑电采集帽,面对屏幕上的视图书写板,将注意力集中在构字笔画上。在没有任何外界辅助,仅靠脑电控制的情况下,双方通过“哪吒”实现齐“心”协力,让机械臂一笔一画“听话地”写出一个福字。



未来已来!

天大科技“福”火上热搜


天津大学神经工程团队的两位95后同学用脑电波操控“哪吒”多脑协控智臂系统合作书写福字的视频,被媒体报道后迅速在微博、抖音上刷屏,登上了微博和抖音热搜榜。


(央视网报道)


(微博热搜榜)


(抖音热搜榜)


“太厉害了,让幻想成为现实”

“不愧是天大”

“人机交互方式改变的曙光,太牛了”

“我的小学作文实现了”“这才是年轻人的榜样”

……

众多网友纷纷在网上评论点赞,为中国科技加油,为天大人加油。


揭秘“哪吒”背后的技术创新


“哪吒”多脑协控智臂系统可以通过戴在多位协作者头上的“电极帽”捕获他们的头皮脑电波,经过解码融合各方的合作意图指令,进而控制机械臂执行相应操作。相比于2019年研发的第一代单人脑控智能机械臂系统,这套系统首次采用“脑脑”协同作业方式,其操控效率和信息传输速率相比于单人作业提升了一倍以上,同时将脑控视图空间分辨率由之前的9×12像元提升至12×18像元以上,可以胜任更加精细复杂的任务。



“哪吒”多脑协控智臂系统主要分为脑-机接口子系统和智能机械臂子系统两个部分。在脑-机接口子系统中,为应对单人难以完成的复杂操控任务,团队在之前创造的国际最大的头皮脑电BCI在线控制指令集(108个)的基础上,创新设计了基于时-频-相混合脑信息编码的脑脑协同作业模式,再次大幅提升了脑控指令维度与输出速度,使得“哪吒”智臂能够完成更高阶的脑控动作。



在智能机械臂子系统中,为了实现多脑对同一任务的“无冲突”操控,达到齐“心”协力的目标,团队设计了“哪吒”特定的作业分配和刺激编码策略。以书写为例,“哪吒”智能机械臂就可以将脑-机接口子系统的多维脑控视图指令映射转化为统一的6D空间坐标,从而实现多脑控一臂的汉字书写。



事实上,“哪吒”神来之“笔”背后的高性能脑-机接口技术不仅可以写字,并且在医疗康复、航空航天等领域展现出巨大的应用潜力。近期,天津大学团队还开发了脑控无人机系统,首次实现了单人对无人机 4自由度的连续控制,扩宽了新一代人机混合系统的应用场景。


“脑机接口技术已经在医疗康复等领域实现初步应用,未来的脑机交互系统也许会彻底颠覆现有的人机交互方式。人与人的交流不仅停留在语音或文字,还可能通过心灵进行沟通。”天津脑科学中心主任助理、天津大学神经工程团队许敏鹏老师说。“科技与传统的结合,催生了许多新年俗。我们也希望和大家分享团队用‘脑机’写的福字,让大家体验到了科技进步的新‘年味儿’,用新科技为新春添色增彩。”



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