腦機接口作為新興技術(shù),為大腦與外部直接交互提供了新的解決
思路,在新一輪的技術(shù)升級中被給予厚望。
腦機接口關(guān)鍵技術(shù)包括采集技術(shù)、刺激技術(shù)、范式編碼技術(shù)、解碼算法技術(shù)、外設技術(shù)和系統化技術(shù)。其中,采集技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)包括
采集端和信號處理端。采集端常規技術(shù)手段包括電采集、磁采集、近
紅外采集等手段,其中電采集為主流研發(fā)方向,磁和近紅外等采集技
術(shù)因為成本和技術(shù)成熟度等制約,距離應用落地相對更遠。信號處理
端涉及模擬芯片和數字芯片。由于當前腦機接口系統所用的數字芯片多為行業(yè)通用芯片,所以重點(diǎn)介紹模擬芯片的發(fā)展。刺激技術(shù)重點(diǎn)介紹腦深部電J刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)閉環(huán)控制的進(jìn)展,
以及腦機接口技術(shù)在助盲L域的進(jìn)展。范式編碼和解碼算法技術(shù)
介紹了當前主流研究進(jìn)展。由于外控技術(shù)和系統化技術(shù)的創(chuàng )新多在于
工程集成,因此不在此介紹。
腦機接口技術(shù)的應用場(chǎng)景按照信息流向分為腦狀態(tài)檢測、神經(jīng)調控和對外交互三類(lèi)。從信息流向來(lái)看,腦狀態(tài)檢測是信息從大腦流向
外部和外設,神經(jīng)調控則是信息從外部和外設流向大腦,而對外交互則是信息的雙向流動(dòng),因此重點(diǎn)圍繞信息的利用、交互和反饋來(lái)介紹
腦機接口系統在不同場(chǎng)景下的典型應用以及系統在各方面性能上的
需求
黎曼幾何算法通?梢杂糜趯ΨQ(chēng)正定(SPD)矩陣的空間上應用 運算,進(jìn)而提供一個(gè)統一的框架來(lái)處理不同的腦機接口范式,黎曼框架由于具有擴展性
類(lèi)腦解碼器成為新一代解碼方法,得到類(lèi)腦的解碼器可用于腦機接口控制,腦機接口系統在使用過(guò)程中,閉環(huán)控制的練習可以導致神經(jīng)元為適應用戶(hù)的運動(dòng)系統而發(fā)生變化
穩態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位(Steady-state visual evoked potentials,SSVEP)刺激范式朝向更G效,更舒適和更自然發(fā)展,應用在G速率腦機接口打字交互系統
MRCP 和運動(dòng)想象是不依賴(lài)于外部刺激的,由人體真實(shí)運動(dòng)意圖誘發(fā)的主動(dòng)式腦機接口范式,相較于運動(dòng)想象,MRCP不依賴(lài)于重復的運動(dòng)想象
性能和可用性?xún)煞矫嫣岢鰸M(mǎn)足五大需求的腦機接口系統關(guān)鍵指標,性能指標包括響應時(shí)間,識別正確率,可輸出指令數量和菲茨吞吐量,可用性指標包括易用性,長(cháng)效性,魯棒性,安全性和互操作性
從性能指標與可用性指標兩個(gè)方面有效衡量腦機接口系統是否滿(mǎn)足五大需求;腦機接口的實(shí)現也離不開(kāi)核心關(guān)鍵技術(shù)的支撐,腦狀態(tài)檢測神經(jīng)調控和對外交互技術(shù)等
對指導學(xué)科建設和重大科研基金立項具有導向作用;有助于引導廣大科技工作者面向經(jīng)濟主戰場(chǎng)和重大實(shí)際需求開(kāi)展科研攻關(guān),促進(jìn)相關(guān)從業(yè)人員對技術(shù)全景加深理解和認知
闡述了腦機接口技術(shù)的基本概念,分類(lèi),相關(guān)理論與技術(shù)和產(chǎn)業(yè)情況,梳理了國際相關(guān)標準化組織,進(jìn)一步推動(dòng)腦機接口標準化工作,支撐類(lèi)腦智能產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展
腦機接口是腦科學(xué)和類(lèi)腦智能研究的重要方向,腦機接口技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展階段,在信號獲取和處理,解碼算法和系統實(shí)現等關(guān)鍵技術(shù)L域取得了很多突破性進(jìn)展
一種機器人末端執行器位置控制的新方法,即合理地控制手臂各位置的連桿。用戶(hù)可以自由的選擇要控制的連桿
腦機融合技術(shù),就是通過(guò)芯片和傳感器,用大腦控制各種設備能治療大腦損傷和缺陷,還能大大增強人類(lèi)的認知與行為能力。