脑机接口介绍稿
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脑-机接口系统(Brain–Computer Interface:BCI)是一个不依靠外周神经和肌肉组织等通常的大脑输出通道的人-机通信与控制系统。简单来说,就是在大脑和外界之间建立起一种直接的交流通道。它由电极帽、脑电波放大器和一台计算机信息处理器三部分组成。
经研究发现,人在思维时大脑皮层会出现特定的电活动,在头皮记录到的这种电活动通常叫做脑电波。这些电波可以借助高性能的生物电信号采集系统(比如电极帽)以及专门设计的计算机算法,把这些特征实时地提取出来,并进行自动分类,从而实时判断出当前人所处的思维状态。然后再通过计算机将判断出来的思维状态可以翻译成我们预先设定的控制命令,通过网络等通道发送出去,从而实现人脑对计算机等外部设备的直接控制。
现在,我们所能做到的“心想事成”的程度还没达到字面理解的那样,你自发的想一件事情,通过脑机接口系统就可以知道你在想什么。目前,我们所能达到的就是,给你一定的诱发信号,使你的脑皮层产生特定的脑电信号,通过采集到的脑电信号,跟已知的模型做比对,我们就可以知道你想的是什么了。通俗地说,你只要戴上特殊的电极帽,盯着指定的屏幕看,经过较短时间的训练,就可以通过大脑对计算机进行操作。像这种依赖视觉的脑机接口系统,操作者只需要看就可以了,不需要动脑。所以像霍金教授这样除了移动自己的视线外什么都不能做的人来说,这样的依赖于是觉得脑机接口系统可以帮助他与外界沟通。
目前,我们实验室研制的脑机接口系统,可以实现人脑模拟操作键盘进行QQ聊天,模拟鼠标操作上网,玩俄罗斯方块,并可以在计算机模拟的室内环境中实现电器开关的控制。虽然通过提取脑电信号来操作计算机的速度还慢,但是对于那些高度瘫痪的病人来说,可以通过这个系统与自己的亲人聊天,上网娱乐,已经很不错了。
关于未来的展望,我们除了提高对计算机的一般操作外,我们将把目光转向一些我们常用的外部设备,例如,人脑控制室内灯泡,空调,电视机等常用电器的开关,轮椅操作等。