我國腦機(jī)接口取得新突破 實(shí)現(xiàn)高效四自由度操控
天津大學(xué)腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院合作開發(fā)出一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的“雙環(huán)路”無創(chuàng)演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)揭示了大腦電信號與解碼器在交互過程中如何進(jìn)一步協(xié)同增強(qiáng)的奧秘，并成功實(shí)現(xiàn)了人腦對無人機(jī)的高效四自由度操控。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子》上。
研究中，團(tuán)隊(duì)首次提出“雙環(huán)路腦機(jī)協(xié)同演進(jìn)框架”，并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件構(gòu)建了全新的腦機(jī)接口系統(tǒng)。在這一框架下，“機(jī)學(xué)習(xí)”環(huán)路中的憶阻器解碼器通過適應(yīng)腦電信號波動完成解碼參數(shù)更新，“腦學(xué)習(xí)”環(huán)路中的任務(wù)相關(guān)腦電特征在“決策—反饋”循環(huán)的引導(dǎo)下不斷正向演化。相關(guān)算法基于128kb規(guī)模的憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件實(shí)現(xiàn)了硬件化部署，將腦電信號的多步計算過程優(yōu)化為單步計算。
相比于傳統(tǒng)純數(shù)字硬件方案，“雙環(huán)路”腦機(jī)接口系統(tǒng)具有更高的精度、更低的能耗，并能處理更復(fù)雜的任務(wù)。例如，傳統(tǒng)無創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)通常只能控制無人機(jī)進(jìn)行簡單的二自由度飛行，而研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“雙環(huán)路”腦機(jī)接口系統(tǒng)可以支持無人機(jī)完成上下、左右、前后、旋轉(zhuǎn)四自由度的任務(wù)目標(biāo)。
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