「意念」打字成現實,國產「腦語者」晶片獲突破

2020-12-06 電子工程世界網

在天津大學的實驗室裡，實驗員用「意念」進行「隔空打字」


在天津大學某實驗室內，一塊布滿字符和符號的屏幕上，黑色方塊頻繁閃爍。一名男生佩戴著布滿靈敏電極的黑色腦電極帽，緊盯屏幕，在無需雙手操作的情況下，通過「意念」「隔空打字」，將字符輸入指定區域。


實驗室外，「隔空打字」的速度角逐，已在賽場上演。2019年8月，天津大學精密儀器與光電子工程學院神經工程與康復實驗室研究生魏斯文，在2019世界機器人大會的「BCI腦控機器人大賽暨第三屆中國腦機接口比賽」中，以最高每分鐘691比特的腦控打字解碼速度，奪得桂冠。


普通人用手在觸屏手機上打字的速度，約為每分鐘600比特。魏斯文在不用手、不用鍵盤的情況下，用「意念」每分鐘解碼輸出69個漢字，已超過普通人用觸屏手機打字的速度。


「意念」打字，利用的正是腦-機接口技術（brain-computer interface，BCI）。


腦-機接口技術被譽為人腦與外界溝通交流的「信息高速公路」，是在人腦和計算機或其他電子設備之間，建立不依賴於常規大腦信息輸出通路的全新技術。


「我們大腦的想法，通常是通過神經外周組織或者肌肉組織表達出來」，天津大學醫學工程與轉化醫學研究院副教授許敏鵬說，「腦-機接口技術則是繞過這樣的正常通路，在大腦和計算機之間直接建立聯繫」。


目前，腦-機接口技術已廣泛應用於醫療康復、軍事、航天等領域。隨著技術發展，腦-機交互將是未來人機通信交互的最高形態。


目前還存技術瓶頸


專家表示，腦-機接口技術將經歷腦-機接口、腦-機交互和腦-機融合這三個發展階段。「當前，腦-機接口技術正由第一階段向第二階段發展過渡」，這位專家介紹，目前還存在四點技術瓶頸：傳感精度低、集成計算效率差、編解碼能力弱、互適應手段缺。


面對這些問題，天津大學的專家介紹，要在基礎原理與關鍵技術、系統集成與重大應用等方面實現突破。


具體而言，要促進腦-機傳感、腦-機編解碼、腦-機互適應等關鍵技術環節的理論創新與技術突破。


「要發展更穩定更便攜的檢測電極，更高精度的傳感方式，還需要發展更深層次、更全方位、更高精度的讀腦技術。」天津大學的專家介紹。


他補充說，需要加強對腦-機接口專用計算晶片的研發投入，實現高集成度、便攜化、簡易化的腦-機接口系統。


穿上安全「防護服」


未來腦-機接口技術，將從目前腦-機單向接口，進化為腦-機雙向「交互」，最終實現腦-機完全智能「融合」。


在此基礎上，將發展出更先進的人-機混合智能技術，並組建由人腦與人腦及與智能機器之間，交互連接構成的新型人機智能網絡。


「這將徹底改變現有人類與智能機器之間的關係，為人類創造出前所未有的智能時代新生活。」天津大學的專家說。


然而在腦-機深度交互下，一些對於技術發展的擔憂也在慢慢出現。


「侵入式」腦-機接口技術，是否會由於植入電極造成腦部傷害？


「腦控」期間，是否會因為信息導入或者輸出錯誤，給腦部帶來傷害？


對於「非侵入式」腦-機接口技術，腦電波收集信息的無序管理和泛濫使用，是否涉及對個人隱私的侵犯？


「使用腦-機接口技術應首先遵循知情同意原則」，專家建議，「這項技術的使用必須是對人是有利的，不允許對他人、社會造成傷害」。


另外，在使用過程中還要遵循自主性原則。


以腦-機技術應用於治療為例，在任何治療過程中均應尊重患者的自主性，由患者決定是否治療、採取何種治療措施以及何時終止治療。


「應明確限定』讀腦『的內容、時間，且』讀腦『必須是以治療為目的。」天津大學的專家告訴記者。


「控腦」是為恢復大腦的功能、刺激大腦的發育而採取的治療措施，「只允許『控腦』用於明確的臨床用途，且治療時間、內容、方法需有嚴格限制。」專家補充。


來源：新華社

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