“双环路”脑机接口系统不断完善和推广,将为人类的生活带来更多便利和福祉

从天津大学传来喜讯,该校脑机海河实验室与清华大学集成电路学院强强联合,成功研发出一款具有划时代意义的“双环路”无创演进脑机接口系统。

这一创新成果不仅揭示了大脑电信号与解码器交互过程中的协同增强机制,还实现了人脑对无人机的高效四自由度操控,标志着我国在脑机接口领域的研究迈上了新的台阶。

这一突破性成果已发表在国际权威学术期刊《自然·电子》上,受到了国际学术界的广泛关注。

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在此次研究中,团队首次提出了“双环路脑机协同演进框架”,并利用忆阻器神经形态器件构建了全新的脑机接口系统。

该系统采用的双环路设计,一方面在“机学习”环路中,通过忆阻器解码器对脑电信号波动的自适应解码参数更新,实现了对脑电信号的实时解码;另一方面,在“脑学习”环路中,通过“决策—反馈”循环的引导,使任务相关的脑电特征不断正向演化,从而提高脑机接口系统的性能。

该系统所采用的算法基于128kb规模的忆阻器神经形态器件实现了硬件化部署,将脑电信号的多步计算过程优化为单步计算,极大地提高了计算效率。

这种硬件化的实现方式不仅简化了系统的结构,还降低了能耗,为脑机接口系统的实际应用提供了有力保障。

天津大学脑机海河实验室的许敏鹏教授对这一创新成果给予了高度评价:“相较于传统纯数字硬件方案,我们的‘双环路’脑机接口系统在精度、能耗和处理复杂任务方面均有显著优势。”他指出,传统无创脑机接口技术通常只能实现简单的二自由度飞行控制,而研究团队开发的“双环路”脑机接口系统则能够高效支撑无人机完成上下、左右、前后、旋转四自由度任务目标。

这一突破性进展不仅为脑机接口技术的发展提供了新的思路,也为无人机操控、康复辅助、神经调控等领域带来了新的应用前景。

未来,随着“双环路”脑机接口系统的不断完善和推广,我们有理由相信,它将为人类的生活带来更多便利和福祉。