用意念打字,中國腦機接口新紀錄誕生!
2019年08月24日18:24

  來源:科技日報

  記者 劉園園 華淩

  不用手,不用鍵盤,直接憑藉意念,每分鍾在電腦屏幕輸出691.55比特,相當於每分鍾輸出69個漢字。

每分鍾輸出691.55比特,腦控打字紀錄挑戰賽最高分。
每分鍾輸出691.55比特,腦控打字紀錄挑戰賽最高分。

  剛剛,中國利用腦機接口技術打字的新紀錄在第三屆中國腦機接口比賽中誕生!

  8月20日至25日,2019世界機器人大會在北京舉行。“BCI腦控機器人大賽暨第三屆中國腦機接口比賽”是大會期間舉辦的最受關注的賽事之一。

2019世界機器人大會現場展示的腦控輪椅,直接用腦電波控製輪椅活動。
2019世界機器人大會現場展示的腦控輪椅,直接用腦電波控製輪椅活動。

  先簡單介紹一下賽事情況。

  此次腦機接口賽事專家委員會副主任、清華大學醫學院生物醫學工程系教授高小榕接受科技日報記者採訪時介紹,第三屆中國腦機接口比賽分為技能賽和技術賽。共有2000多人次參加技能賽初賽,40名選手進入決賽。同時還有400多個團隊參加技術賽初賽,16個團隊進入決賽。

  經過這幾天激烈的角逐,技能賽從40位決賽選手中決出了最佳腦控選手,技術賽則從16個決賽團隊中決出了提供最佳腦機接口算法的團隊。

  24日上午,腦控打字記錄挑戰賽正式開始:讓最佳腦控選手,利用最佳腦機接口算法來挑戰新的腦控記錄。這就好比讓最好的賽車手,開最好的賽車,挑戰賽車記錄。

腦控打字紀錄挑戰賽現場
腦控打字紀錄挑戰賽現場

  共有3位選手參加腦控打字記錄挑戰賽,分別是今年賽事的冠軍、亞軍,以及去年賽事的冠軍。最佳腦機接口算法則來自澳門大學和香港大學科研人員組成的聯隊。

  這次挑戰記錄的創造者,也是今年中國腦機接口比賽的冠軍——來自天津大學精密儀器學院神經工程與康複實驗室研究生二年級的魏斯文。

此次腦控打字紀錄的創造者是來自天津大學精密儀器學院的學生魏斯文
此次腦控打字紀錄的創造者是來自天津大學精密儀器學院的學生魏斯文

  23日,魏斯文取得的冠軍成績是每分鍾超過500比特的腦控打字速度。24日,她打破了自己的記錄,腦控打字速度達到每分鍾691.55比特。

  要知道,普通人用手在觸屏手機上打字的速度是每分鍾600比特。也就是說,這位選手憑藉腦電波打字的最快速度,可以超過普通人用觸屏手機打字。

  當然,該記錄的產生也得益於強大的腦機接口算法。澳門大學科技學院教授萬峰和香港大學醫學院胡勇教授接受科技日報記者採訪時介紹,此次澳門大學與香港大學科研團隊合作研發的腦機接口算法,應用了先進的機器學習方法及自適應優化策略。

  萬峰和胡勇介紹,通過對系統進行設置,參賽選手實現的腦控打字速度還可以更快,只不過這會增加選手的大腦疲勞度。測試表明,利用這種算法,普通人利用腦電波打字的速度可以達到每分鍾200到300比特,大約20多個漢字。

  “腦控打字記錄挑戰賽所使用的腦機接口範式是SSVEP範式,這是中國科研人員自主研發腦機接口範式。它已經與美國科研人員提出的P300範式和歐洲科研人員提出的運動想像範式並列為國際腦機接口領域三大範式。” 高小榕告訴科技日報記者。

選手們使用的腦電帽屬於無創腦機接口設備
選手們使用的腦電帽屬於無創腦機接口設備

  賽事籌備工作人員,清華大學醫學院科研助理吳昊霖介紹,在這種範式下,屏幕上出現的字符都以不同頻率進行編碼,選手頭戴腦電帽去看屏幕上閃爍的字符時,不同頻率給視覺帶來不同刺激,從而產生不同腦電波信號。腦機接口設備捕捉到腦電波信號並進行識別後,就會將目標字符輸出到屏幕上。

工作人員為腦電帽注射導電膏,以減少傳遞腦電信號的電阻。
工作人員為腦電帽注射導電膏,以減少傳遞腦電信號的電阻。

  利用腦電波打字,未來到底有什麼用途?

  在萬峰看來,未來的應用場景將十分廣泛。比如,宇航員在太空飛船中可能需要同時進行多種操作,這樣就可以利用腦電波下指令,從而騰出雙手執行其他操作。

  再比如,在電子遊戲場景下,遊戲者在對決時,根本不需要用鼠標和鍵盤操作,只需要用目光盯住屏幕上的“敵方”,就可以對其實行攻擊。

  “目前腦機接口在實用領域的應用還不是特別成熟,不過已可以實現在實驗室中做一些展示了。”萬峰說。

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