两位95后同学“脑洞大开” 合作以脑电波写出科技“福”
◎ 科技日报记者 陈曦
眼看除夕将至，今年你“扫”到敬业福了吗？不妨来扫扫这个用脑电波“写”出来的科技“福”碰碰运气。天津大学神经工程团队两位95后的同学——刘洋和罗睿心，通过团队自主研制的“哪吒”多脑协控智臂系统，用他们的脑电波共同操控智能机械臂拿着毛笔，合作写出一个漂亮的“福”字。
罗睿心和刘洋为大家送上“科技福”
揭秘“脑机”写福背后的科技创新实验室里，两位同学戴好“哪吒”布满电极的脑电采集帽，看着屏幕上的视图书写板，将注意力集中在构字笔画上。在没有任何预存字体和外界辅助，仅靠脑电控制的情况下，双方通过“哪吒”实现齐“心”协力，让机械臂一笔一画“听话地”写出一个福字。
“之所以能让机械臂如此听话，主要是依托我们团队最新研发的超大指令高速脑-机接口技术。”罗睿心指着屏幕上密密麻麻闪烁的“灰色方块”说，每个灰色区域是一个视图像素指令，对应特定的视觉刺激闪烁序列，当我们注视时，就会在大脑中产生相应的脑电波变化，“电极帽”可以捕获头皮脑电波并传到后端，后端对脑电波进行分析和解码为6D空间坐标，就可以通过机械手臂执行相应操作。具体到写“福”字，要确定好每一个笔画的起点和终点，然后就能写出对应的笔画。
脑脑协同作业模式共同写福
为了提升作业效率，应对单人难以完成的复杂操控任务，此次写“福”操作首次尝试了脑脑协同工作。“脑脑协同并不是单纯的1+1=2的问题，团队在之前创造的国际最大指令集的脑控系统基础上，创新设计了基于时-频-相混合脑信息编码的脑脑协同作业模式。”刘洋介绍，此次达到了216个指令集，再次大幅提升了脑控指令维度与输出速度，使得“哪吒”智臂能够完成更高阶的脑控动作。相比于2019年研发的第一代单人脑控智能机械臂系统，其操控效率和信息传输速率相比于单人作业提升了一倍以上，同时将脑控视图空间分辨率由之前的9×12像元提升至12×18像元以上，可以胜任更加精细复杂的任务。
两位95后脑洞大开的合作之路
“上初中看电影《阿凡达》，主人公控制替身进行各种活动，当时就幻想这么炫酷的事何时能在现实生活中实现。”96年出生的刘洋是看着科幻电影长大的一代，从小对各种高科技感兴趣的他如愿以偿地成为了天津大学神经工程团队中的一员。
此次脑电波写“福”依托的就是这个团队自主研发的脑-机接口系列最新成果“哪吒”多脑协控智臂机器人系统。
“哪吒”机器人系统破译“执笔者”的脑电密码后，可将脑控笔画拓扑的视图像素指令，映射转化为智能机械臂的6D空间坐标，实现了脑机接口信息输出方式由“拼”到“写”的变革。
比刘洋小两岁的罗睿心最大的心愿是能救死扶伤，进入天津大学神经工程团队也在一定程度帮助她接近自己的梦想。““哪吒”神来之“笔”背后的高性能脑-机接口技术更为重要的应用领域是医疗康复。”罗睿心说，对于肢体行动受限的患者，“哪吒”将为他们提供肢体的“第三只手”，助他们一“臂”之力。此外，在航空航天等领域也有广阔应用前景。
两个有梦想的年轻人，此次在团队的帮助下，首次合作，齐“心”协力完成了“哪吒”多脑协控智臂系统的操作，实现多脑控一臂的汉字书写。
戴好“哪吒”布满电极的脑电采集帽
“操控中比较困难的部分是特定的作业分配和刺激编码策略。”罗睿心介绍，因为是两个人协同完成同一任务，不能冲突还要提高效率，因此涉及任务的分配。通过多次试验，最终决定以任务负荷作为刺激编码策略的指征，这样分工两个人的工作量基本相当，速度也最快。罗睿心还透露，为了体现中华文化，特意让机器人用毛笔书写福字，虽然“添了”麻烦，但是效果让人满意。
毛笔书写更能体现中华文化传统
“目前是横平竖直写出福字，未来只要能进一步增大指令集，视图分辨率就会更精细，这样即使不会书法，也能靠“脑笔”写出行书、楷书，甚至简单的图画了。”刘洋说。来源：科技日报 图片由受访者提供
原标题：《以后“写福”可以靠“脑”，两95后同学脑电波写出科技“福”》
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