天津大學(xué)與清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)出一款“雙環(huán)路”腦機(jī)接口系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅精度更高,、能耗更低,，還能處理更為復(fù)雜的任務(wù)。
這款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的無創(chuàng)演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng),，成功揭示了腦電發(fā)展與解碼器演化在腦機(jī)交互過程中的協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng),，實現(xiàn)了人腦對無人機(jī)的高效四自由度操控。2月17日,，這一成果在最新一期《自然·電子》上刊發(fā),。
腦機(jī)接口能實現(xiàn)大腦與機(jī)器直接信息交流，促進(jìn)生物智能與機(jī)器智能融合,，被公認(rèn)為是新一代人機(jī)交互和人機(jī)混合智能的核心技術(shù),。如何通過腦機(jī)之間的信息交互實現(xiàn)“互學(xué)習(xí)”，進(jìn)而促進(jìn)腦機(jī)智能的協(xié)同演進(jìn),，是突破腦機(jī)性能瓶頸的重點和難點,。但目前腦機(jī)交互過程中大腦與機(jī)器的動態(tài)耦合機(jī)制尚未厘清，導(dǎo)致腦機(jī)之間的長時程互適應(yīng)能力較弱,，工作性能隨時間顯著下降,。
天津大學(xué)與清華大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊針對這一難題，發(fā)現(xiàn)腦電信號的非平穩(wěn)特性與任務(wù)腦電演變密切相關(guān),?；诖耍麄儎?chuàng)新性地提出了“雙環(huán)路腦機(jī)協(xié)同演進(jìn)框架”,，并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件加以實現(xiàn),。在“雙環(huán)路”框架下，腦與機(jī)的學(xué)習(xí)環(huán)路相互協(xié)同,，共同促進(jìn)系統(tǒng)性能的提升,。
實驗結(jié)果顯示，新方案相較于傳統(tǒng)方案,，解碼速度大幅提升,，能耗顯著降低。更令人矚目的是,，在連續(xù)6小時的長時程交互實驗中,，系統(tǒng)性能不僅保持穩(wěn)定，準(zhǔn)確率還提升了約20%,。這一成果無疑為腦機(jī)接口技術(shù)的實用化奠定了堅實基礎(chǔ),。
天津大學(xué)腦機(jī)海河實驗室教授許敏鵬表示，這項研究不僅實現(xiàn)了生物智能與機(jī)器智能的互適應(yīng),、互學(xué)習(xí),，還為未來腦機(jī)接口系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。他透露,，團(tuán)隊計劃將這一系統(tǒng)拓展至更多便攜式或可穿戴設(shè)備中,，以滿足不同場景下的智能人機(jī)交互需求。
據(jù)了解,，此研究由天津大學(xué)與清華大學(xué)團(tuán)隊合作開展：天津大學(xué)腦機(jī)海河實驗室團(tuán)隊完成協(xié)同演進(jìn)腦機(jī)接口軟件系統(tǒng)設(shè)計與范式算法實現(xiàn),，清華大學(xué)集成電路學(xué)院團(tuán)隊完成協(xié)同演進(jìn)憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件硬件設(shè)計及憶阻器算法設(shè)計部署。
編輯：李華山
