从幻想到现实:用意念操控机器

正脑机接口可以传输和接受来自大脑神经回路的信号。现有的脑机接口仍然比较滞后,在记录大脑活动方面也不是特别精确。在最新研究中,科学家将脑机接口的电极植入了一个控制运动意图的脑区,这种方式使得脑机接口的应用性更强,也许能让脊髓受损的人群部分恢复行动能力。在未来,高速发展的脑机接口技术可以解析人们大脑中的所有需求。     

专利分析非侵入式脑机接口技术发展趋势

<正>1924年,人们首次发现了脑电波（Electroencephalogram,EEG）,脑信息科学的大门被打开;1973年,脑机接口（Brain Computer Interface,BCI）概念被提出,探索人脑协同联动的研究之路开启;2000年前后,两次脑机接口国际会议召开为脑机接口技术发展指明了方向;2022年,马斯克旗下Neuralink公司公布了一项植入颅内的脑机接口实验结果,再次将脑机接口推上“热搜”。     

基于EEG和fNIRS的多模态脑机接口运动想象参数研究

脑机接口技术可实现利用大脑信息控制外围设备,可应用于医疗、军事、娱乐等方面。目前大多数脑机接口研究都是基于EEG开展的,虽然EEG有很好的时间分辨率,但空间分辨率较低。fNIRS的出现在一定程度上弥补了EEG空间分辨率过低的缺陷。文章采用EEG和fNIRS联合测量的多模态脑机接口技术,采用运动想象作为研究范式,对运动想象的力和速度参数进行研究,以获得更多的运动想象的细节指令。同时,对基于运动想象参数细节指令的机器人多层控制结构接口进行研究,构建脑控机器人演示系统。     

脑机接口原理及系统组成

脑机接口使人能够在没有正常大脑信息输出通路参与的情况下,直接与外部环境交流,而且不需要任何语言和动作。本文详述了脑机接口技术的发展状况、工作原理及系统组成结构。     

“脑-脑”通信模式研究

人身上都有磁场,但人思考的时候,磁场会发生改变,形成一种生物电流通过磁场,而形成脑电波。脑电波也是一种电磁波,可以携带信息以及能量,而且不需要通过介质就可以传输,因此把这种直接通过脑电波来通信的方式叫做“脑-脑”通信模式,实现意识交流。清华大学医学院神经工程研究所的专家们成功地研制出“脑-机接口”系统(大脑和外界之间建立起一种直接的交流通道)的基础上产生的一种新的通信模式。该通信模式是在现有通信方式的基础上外加“脑-机接口”系统建立而成,也需要利用调制与解调技术,只是在发射与接收信号上利用的技术不同而已。而且在这种通信方式中,人的大脑这台庞大的机器占有极大的主导作用。     

先验之我与经验之我:康德认知结构下BCI发展界限探析

"脑—机接口"(BCI)在为人类带来新的生存境遇之时,其发展边界问题同样需要被纳入考察范畴.本文通过借鉴康德先验哲学对人类认知能力的基本划分格局,对"脑—机接口"在人类认知过程中的"经验之我"取代"先验之我"的发展模式做出探析,并指出"先验之我"的取缔有可能造成"自由意志"的缺失,而"脑—机接口"作为人类增强不同于人工智能,其价值旨归促使其发展边界就在于"自由意志"的留存.     

脑机接口已实现 大脑入侵成现实

正大脑是人体中枢神经系统的最高级部分,也是脑的主要部分。成人的大脑内有140亿个神经细胞,它们通过复杂的生理结构交联在一起,控制着人类高级神经活动,包括人类的思考及身体各部位的运动。脑机接口,顾名思义,是由人类大脑和计算机等外围设备等连接而成的智能装置。在日本漫画家士郎正宗的作品《攻壳机动队》中,漫画女主草雉素子的脑后被植入可以与电脑连接的可插拔式接口即作者对于未来生活中脑机接口     

脑机接口走向现实

正将某种设备植入大脑以实现人类和计算机之间的快速通信,这是《黑客帝国》等经典科幻电影中的情节,"脑机接口"也是很多人津津乐道的话题。如今,在被称为"硅谷钢铁侠"的埃隆·马斯克的口中,"脑机接口"或将从科幻走进现实。据美国媒体《连线》报道,当地时间7月16日晚,特斯拉CEO埃隆·马斯克在加利福尼亚州科学     

人工智能在康复医学领域中的发展应用

目前人工智能技术已在医疗诊断、手术操作、脑机接口等方面广泛渗入,由此可见,通过人工智能技术来促进医疗康复已成为一种可能,但目前国内将人工智能技术应用于康复医学领域的研究相对较少,尤其是有关的理论知识和应用研究尚缺乏针对性。通过查阅相关文献,现对人工智能技术在康复医学领域中的应用现状进行阐述,以期人工智能技术能够在康复医学领域发展的更加智能、精准和专业。     

智能时代的脑科学与类脑智能研究

以智能科技为核心技术、智能算力为生产力的智能时代再次把脑科学推向世界科学与技术前沿。脑科学是研究人、动物和机器的认知与智能的本质和规律的科学。对神经系统结构和功能联结规律进行全面解析将最终绘制成脑功能联结图谱,近10多年来神经科学研究致力于系统性地解析神经系统的神经元类型和神经结构连接,在单细胞转录组分析、神经网络结构示踪等技术推动下取得了阶段性进展。解析人类大脑这一最为复杂的信息和智能系统,会启迪类脑智能理论和类脑智能技术,即脑科学/神经科学启发的智能理论和技术。在智能时代,脑科学研究的多学科交叉研究范式促使脑机接口、类脑智能计算等类脑智能研究领域加入脑科学。脑机接口的神经解码和编码技术为绘制人脑功能神经网络图谱提供了重要的功能研究技术和方法,并且可探索在脑疾病临床诊治上的应用。类脑计算正成为脑科学研究的一种新范式,借鉴脑处理信息和学习的基本原理发展高能效、高速和智能的新型类脑计算系统,利用发展的类脑计算系统可以加速发展脑模拟和数字大脑,促进理解大脑运行机制和治疗脑疾病,发展数字脑科学和脑医学。新近出现的脉冲神经网络智能处理器为构建大规模类脑智能计算系统奠定了基础,未来类脑超级算力极可能超过人类大脑算力,影响智能科技变革和人类社会发展。     

基于PLC的短电弧加工机床数控系统人机接口设计

针对短电弧加工的特殊性,设计满足短电弧加工工艺要求的数控软硬件系统。选用目前工业领域使用较为广泛的SIEMENSS7-200系列PLC,利用S7-200PLC对输入端口的状态进行定时扫描,将扫描的结果采用MODBUS协议从PLC的Port0口经RS485串口线传到上位机。以S7-200PLC主模块、I/O扩展模块以及各种按钮实现数控系统软件、硬件双人机接口。     

基于小波包和共空间模式的运动想象脑电信号分类方法

基于频率特性的传统脑电信号特征提取方法仅对各通道自身的能量特征进行提取,忽视了不同通道间脑电信号的相关性信息。为获得更好的特征提取效果,本文提出了基于小波包和共空间模式的脑电信号特征提取方法。针对左手和右脚运动想象脑电信号,利用小波包多分辨率特点在全频段内进行正交分解,提取运动想象脑电μ节律和β节律,通过共空间模式进行空间滤波提取特征。结合小波包和共空间模式方法的优点,可充分利用不同通道间的相关性信息,并利用支持向量机对两类运动想象脑电信号进行分类。实验获得了较好的脑电分类结果:μ节律最大分类正确率为93.125%,β节律最大分类正确率为91.875%,达到了脑机接口实际应用的标准。     

脑机接口, 当意念触碰现实

Neuralink 是特斯拉和 SpaceX 公司的创始人马斯克参与创建的一家高科技公司,前不久,该公司的研究者通过在猴子的脑中植入一定数量的电极,使猴子可以通过"意念"来控制光标在电脑屏幕上玩乒乓球游戏.Neuralink公司在猴子脑中植入的设备可以在大脑和外部机器之间建立直接的联系,这种设备被称为脑机接口. Neuralink公司使用的技术需要将设备(电极或者芯片)植入动物的脑中,因此被称为侵入式脑机接口技术.与之相对的则是利用脑电波等在颅外"读出"脑中信息(或者往脑内"写入"信息)的技术,被称为非侵入式脑机接口技术.     

视觉认知的脑工作机理及高级脑机交互关键技术研究--西安交通大学“千人计划”学者龚怡宏教授承担的国家973计划项目成果

2014年,西安交通大学“千人计划”学者龚怡宏教授申请到国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“视觉认知的脑工作机理及高级脑机交互关键技术研究”,资助经费3500万元。该项目由国内八家在脑认知科学、心理学、人工智能与智能机器人等领域具有坚实研究基础的高校及科研院所共同承担,分别为西安交通大学、中科院生物物理所、中科院心理所、东南大学、华南理工大学、国防科技大学、中科院深圳先进院、安徽大学。项目组集中在“脑信号数据获取技术及分析规范”“脑视觉信息编解码”“视觉认知试验与计算模型”“高级脑机交互验证平台、评估体系与示范应用”四个方面开展研究工作,两年来在上述领域取得多项成果,成功达成各项任务指标。项目目前已发表论文163篇（其中SCI期刊论文83篇）,达到5年总体目标的82%。在人才培养方面,培养研究生55人,博士后3人,省部级人才计划7人。     

以创新之力触及“智”变——记合肥工业大学多媒体计算所教授、黄山青年学者王杨

<正>作为数字技术创新最活跃的领域之一,人工智能凝聚了计算机视觉、自然语言处理、跨媒体分析推理、智适应学习、群体智能、自主无人系统、智能芯片和脑机接口等关键技术,加之大数据的积累、理论算法的革新、计算能力的不断提高和网络设备的不断完善,目前人工智能的研究与应用已经进入了一个崭新的发展阶段——其在基础层、技术层、应用层的上下游产业链也正在逐步建成,人工智能的应用场景从硬件扩展到了软件、服务与平台体系,在工业、农业、医疗领域的行业应用不断深入,展现出巨大的市场潜力和广阔的发展前景。     

第十五期中国科技会堂论坛成功举办

7月30日,以“脑机接口与脑机智能”为主题的第十五期中国科技会堂论坛暨《迈向自立自强中国科技会堂论坛》丛书(第一辑)发布仪式在京举办。国家神经疾病医学中心主任、中国科学院院士赵继宗,浙江大学校长、中国科学院院士吴朝晖作论坛主题报告,北京脑科学与类脑研究中心联合主任罗敏敏参与互动讨论。受中国科协党组书记、分管日常工作副主席、书记处第一书记张玉卓委托,中国科协党组成员、书记处书记殷皓为嘉宾颁发荣誉证书和纪念章并与嘉宾一道为丛书(第一辑)揭幕。中央和国家机关有关部委、中央企业的百余位省部级、司局级领导干部参加论坛。     

探索脑机交互技术加深对人脑视觉功能活动的认识--国家863计划课题“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”成果

2012年1月立项实施的国家863计划项目“脑机协同视听觉信息处理与交互技术”涉及脑科学、医学、信息科学等多学科交叉的前沿领域,不仅具有重大科学意义,而且在医疗和军事等领域具有重要应用前景。解放军信息工程大学信息系统工程学院闫镔副教授牵头承担的“面向大规模图像分类的脑机交互技术研究”系该项目三个课题之一,课题承担单位包括北京师范大学、中科院自动化所和河南省人民医院。课题以人脑视觉功能解读及脑机交互技术研究为核心,探索复杂的视觉场景或者抽象的图像语义所对应的大脑视觉神经活动,试图从脑功能成像信号中精确解读人看到的视觉场景。经过近四年的攻关,在视觉信息编解码方面取得了显著进展,加深了对于人脑视觉功能活动的认识,并搭建了首个视觉图像实时脑机交互检索系统。     

脑机接口研究概述

脑机接口(BCI)是在人脑和外界之间建立不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的一种通讯系统,概述了基于EEG的BCI技术的基本原理、研究方法、类型和研究现状,并分析了存在的问题与应用前景。     

Kamstrup热能表通信模块设计与开发

本文主要介绍RS-485、RS-232接口。系统建立上位机与多片单片机通讯的主从式网络,并且定义报文内容,规定帧内容。     

CAN Bus通信节点接口设计

CAN Bus广泛应用于汽车、机器人、数控机床、自动化仪表等领域。为了实现CAN Bus通信,采用89C51单片机、CAN控制器SJA1000和CAN收发器PCA82C250构成CAN节点,设计完成了硬件接口电路和基于硬件条件的软件。在实验室环境下进行通信功能测试,完成了CAN报文的接收与发送,结果表明该CAN Bus通信节点接口设计方案满足CAN 2.0B协议,通信性能安全、可靠。