2024-09-10 11:31来源:本站
通过思想控制来控制无人机的起飞和降落……用技术创新推动产业创新,一些过去看似遥不可及的场景走进了现实生活,令人惊叹。
“脑机交互”让肢体残疾人康复不再遥不可及
近日,记者来到西安交通大学华西科技创新港校区,在该校医学与产业交叉研究院的实验室里看到,工作人员模拟肢体残疾人,戴上装满传感器的帽子,打开脑控主机。 在被动协同康复训练系统中,眼睛固定在屏幕前大屏幕上正常移动的虚拟人物背后的圆形“稳态视觉诱发电位刺激图案”上。 活动受限的肢体与虚拟人物的移动肢体相同,在智能机械手的辅助下进行。 ,开始康复练习。 此时,系统还将同时记录康复训练者的各种肢体功能数据,以评估训练效果。 陪同记者参观的实验室韩成成老师告诉记者,这套已经引入医院的康复训练系统,依靠的是非常著名的“脑机交互”技术。
揭示“脑机交互”背后的“思维控制”机制
西安交通大学交叉医学与工程研究所所长徐光华教授告诉记者,人脑思维活动过程中,相应的神经元和细胞会工作,产生电信号的变化。 这些神奇的脑电波信号被有效采集后,可以为“脑机交互”技术的实现提供技术支撑,为最终实现“思想控制”提供技术支撑。
徐光华表示,脑控是一种捕捉脑电波,通过“脑机接口”实现人机交互的技术。 “脑机接口”是连接人与机器的通路。 他们的科研团队重点研究的非侵入性“脑机接口”的实现步骤分为四个步骤:信号采集、信息解码、信息记录、反馈。 由于是间接信号采集,如何保证采集的准确性并获取特征信息就显得尤为重要。 经过数百次实验、无数次编程、调试、推翻,十几年的科研攻关,终于研发出了一套行之有效的脑机控制流程。
作为徐光华的学生,韩成成告诉记者,对于正常人来说,思想会通过中枢运动神经进一步刺激运动控制神经,让他们自主行动。 然而,对于中风导致行动障碍后遗症的患者来说,这些通路会受到一定程度的损害。 脑控主被动协同康复训练系统通过“脑机接口”捕捉运动意念,指挥指挥配套康复床启动机械运转,从而带动患者肢体运动,从而实现主动和被动协作培训。 这样的肢体动作反过来会刺激患者大脑中的运动感知和运动控制神经,让他越来越愿意主动康复,最大程度地刺激和重塑神经,让受损的神经得到恢复。 有效康复直至患者恢复行走能力。
韩成成表示,传统的针灸、推拿、被动训练等方式很难激起患者主动锻炼的欲望。 由于疲劳而产生阻力,结果往往不理想。 相比之下,“脑机交互康复训练系统”可以调动主被动协同训练,被称为闭环脑控康复方法,具有无可比拟的技术优势。 在医院对照试验中,使用脑控康复床训练的患者康复效果明显优于传统训练的患者:不仅训练效果提高了20%,认知能力也大幅提高。
“意念控制”新产品问世
在实验室里,记者还看到了更为奇特的一幕。 实验室工作人员戴着布满电极的帽子,从电脑屏幕上多个方向观看“视觉诱发电位刺激图”,用无人机上的视频头进行拍摄。 无需使用手机或遥控器,通过大脑和眼睛的结合,即可“控制”无人机的飞行和避障。
在大脑控制的拼写系统前,你戴上一顶布满电极的帽子。 当你的眼睛看到电脑屏幕上的拼音后,应将注意力集中在该位置的“潜在刺激图”上,屏幕上就会出现读音相同的汉字。 只要移动眼睛选择你想要的汉字,电脑屏幕上的汉字就会按顺序输入。 韩成成告诉记者,利用“脑机交互”原理,用视觉和思维控制轮椅、外骨骼、电脑拼字、无人机等周边设备,主动捕捉大脑意识来指挥机械运转,已经是非常成熟。 这些技术将极大地造福残疾人的生活和康复。
采访中记者了解到,学科交叉和产业化实践是贯穿徐光华教授团队研究的两大主题。 近年来,团队依托西安交通大学交叉医学与工程研究院的科研成果,转型孵化产业公司。 基于“脑机交互”的康复系统和设备使患者和残疾人受益。
记者 张彦刚