脑机接口作为新兴技术,为大脑与外部直接交互提供了新的解决
思路,在新一轮的技术升级中被给予厚望。
脑机接口关键技术包括采集技术、刺激技术、范式编码技术、解码算法技术、外设技术和系统化技术。其中,采集技术研发重点包括
采集端和信号处理端。采集端常规技术手段包括电采集、磁采集、近
红外采集等手段,其中电采集为主流研发方向,磁和近红外等采集技
术因为成本和技术成熟度等制约,距离应用落地相对更远。信号处理
端涉及模拟芯片和数字芯片。由于当前脑机接口系统所用的数字芯片多为行业通用芯片,所以重点介绍模拟芯片的发展。刺激技术重点介绍脑深部电J刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)闭环控制的进展,
以及脑机接口技术在助盲L域的进展。范式编码和解码算法技术
介绍了当前主流研究进展。由于外控技术和系统化技术的创新多在于
工程集成,因此不在此介绍。
脑机接口技术的应用场景按照信息流向分为脑状态检测、神经调控和对外交互三类。从信息流向来看,脑状态检测是信息从大脑流向
外部和外设,神经调控则是信息从外部和外设流向大脑,而对外交互则是信息的双向流动,因此重点围绕信息的利用、交互和反馈来介绍
脑机接口系统在不同场景下的典型应用以及系统在各方面性能上的
需求
黎曼几何算法通常可以用于对称正定(SPD)矩阵的空间上应用 运算,进而提供一个统一的框架来处理不同的脑机接口范式,黎曼框架由于具有扩展性
类脑解码器成为新一代解码方法,得到类脑的解码器可用于脑机接口控制,脑机接口系统在使用过程中,闭环控制的练习可以导致神经元为适应用户的运动系统而发生变化
稳态视觉诱发电位(Steady-state visual evoked potentials,SSVEP)刺激范式朝向更G效,更舒适和更自然发展,应用在G速率脑机接口打字交互系统
MRCP 和运动想象是不依赖于外部刺激的,由人体真实运动意图诱发的主动式脑机接口范式,相较于运动想象,MRCP不依赖于重复的运动想象
性能和可用性两方面提出满足五大需求的脑机接口系统关键指标,性能指标包括响应时间,识别正确率,可输出指令数量和菲茨吞吐量,可用性指标包括易用性,长效性,鲁棒性,安全性和互操作性
从性能指标与可用性指标两个方面有效衡量脑机接口系统是否满足五大需求;脑机接口的实现也离不开核心关键技术的支撑,脑状态检测神经调控和对外交互技术等
对指导学科建设和重大科研基金立项具有导向作用;有助于引导广大科技工作者面向经济主战场和重大实际需求开展科研攻关,促进相关从业人员对技术全景加深理解和认知
阐述了脑机接口技术的基本概念,分类,相关理论与技术和产业情况,梳理了国际相关标准化组织,进一步推动脑机接口标准化工作,支撑类脑智能产业又好又快发展
脑机接口是脑科学和类脑智能研究的重要方向,脑机接口技术进入了快速发展阶段,在信号获取和处理,解码算法和系统实现等关键技术L域取得了很多突破性进展
一种机器人末端执行器位置控制的新方法,即合理地控制手臂各位置的连杆。用户可以自由的选择要控制的连杆
脑机融合技术,就是通过芯片和传感器,用大脑控制各种设备能治疗大脑损伤和缺陷,还能大大增强人类的认知与行为能力。