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脑机接口
运用案例

  1.美国卡内基梅隆大学:第一款非侵入式意念控制机械臂

  《科学》旗下的Science Robotics 于2019年6月刊登了脑机接口(BCI)领域的一项突破成果。美国卡内基梅隆大学的贺斌教授带领其研究团队与明尼苏达大学合作,成功开发出第一款非侵入式意念控制机械臂,能够连续跟踪随机运动的计算机光标。这项技术将帮助众多瘫痪患者和运动障碍患者大大提升生活质量,也有望为普通人群带来广泛应用。

  该项技术通过使用新颖传感和机器学习技术,利用设备访问大脑深处的信号,实现对机器人手臂的高分辨率控制。相比其他无创脑机接口技术,该项技术在二维平面控制光标移动的传统任务中机器学习能力提高了近60%,而在由用户采用运动想象来连续追逐随机移动的光标任务中学习成绩提高了5倍以上。

  目前该项技术已在68名身体健全的人类受试者中进行了测试,成功实现了普通人对虚拟设备和机器臂的控制。该团队计划在不久的将来进行临床试验。

  2.美国Neuralink公司:通过USB-C接口读取大脑信号

  2019年7月,特斯拉创始人埃隆·马斯克旗下的脑机接口初创公司Neuralink发布了一款脑机接口系统。这款系统利用一台长得像缝纫机的神经手术机器人,向人脑中植入被称为“线”的专有技术芯片和信息条,可以直接通过USB-C接口读取大脑信号,甚至可以通过苹果手机的应用程序进行控制。Neuralink公司已在老鼠身上进行测试,并与加州大学戴维斯分校合作用猴子做试验。

  马斯克打算,如能获得美国食品药品监督管理局的批准,将在2020年第二季度进行人体试验。届时,该公司计划在人类志愿者的头部钻4个直径达8毫米的洞,将电极植入他们的大脑。

  3.中国企业强脑科技:世界上第一款脑机接口智能假肢

  在《时代》杂志发布的2019年度最佳发明榜单上,世界上第一款脑机接口智能假肢——来自中国的脑机接口公司强脑科技(BrainCo)旗下的BrainRobotics假肢入选。

  据了解,BrainRobotics采用先进的深度神经网络(DNN)算法和多通道肌电感应,让用户可以操作无限种手势。与现有的其他机械假肢手不同,BrainRobotics 假肢手使用了一种能让用户与手互相学习的先进算法,让用户对手的操作熟练度随着使用时间不断提升。同时,该产品使用了多达8个通道的肌电信号传感器,使用户可以通过残肢肌肉做出精细的操控指令。一位残疾人用户曾通过该智能假肢与钢琴家郎朗表演四手联弹。

  4.法国Clinatec公司:瘫痪者靠意念指挥外骨骼重新行走

  2017年,法国里昂的一名瘫痪男子 Thibault接受了法国Clinatec公司与格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的外骨骼研究实验。经过20多个月各种类型训练,现在Thibault已经可以凭借大脑信号控制外骨骼装备,实现缓慢行走以及暂停。

  科学家将2个植入物放置在Thibault大脑表面的运动控制部位,每个植入物有64个电极,同时有软件可以将电极读取的脑电波转换为运动指令。最初他在视频游戏里训练控制虚拟角色,之后穿上外骨骼装备实现了行走。

  这套设备是一种吊装式的安全行走系统,能够提供长时间的高分辨率脑电记录,并将运动意图进行实时解码。当Thibault想走路时,这个外骨骼机器人会产生一系列动作,让他的双腿向前移动,他还可以控制手臂自由活动,从大脑发出指令到实现运动有350毫秒的时差。

  (记者 郑文 整理)


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2020-01-18 20303247 2 2020年01月18日 星期六