天津大學與清華大學聯(lián)合研發(fā)出一款“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅精度更高、能耗更低，還能處理更為復雜的任務。
這款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的無創(chuàng)演進腦機接口系統(tǒng)，成功揭示了腦電發(fā)展與解碼器演化在腦機交互過程中的協(xié)同增強效應，實現(xiàn)了人腦對無人機的高效四自由度操控。2月17日，這一成果在最新一期《自然·電子》上刊發(fā)。
腦機接口能實現(xiàn)大腦與機器直接信息交流，促進生物智能與機器智能融合，被公認為是新一代人機交互和人機混合智能的核心技術(shù)。如何通過腦機之間的信息交互實現(xiàn)“互學習”，進而促進腦機智能的協(xié)同演進，是突破腦機性能瓶頸的重點和難點。但目前腦機交互過程中大腦與機器的動態(tài)耦合機制尚未厘清，導致腦機之間的長時程互適應能力較弱，工作性能隨時間顯著下降。
天津大學與清華大學的聯(lián)合研究團隊針對這一難題，發(fā)現(xiàn)腦電信號的非平穩(wěn)特性與任務腦電演變密切相關。基于此，他們創(chuàng)新性地提出了“雙環(huán)路腦機協(xié)同演進框架”，并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件加以實現(xiàn)。在“雙環(huán)路”框架下，腦與機的學習環(huán)路相互協(xié)同，共同促進系統(tǒng)性能的提升。
實驗結(jié)果顯示，新方案相較于傳統(tǒng)方案，解碼速度大幅提升，能耗顯著降低。更令人矚目的是，在連續(xù)6小時的長時程交互實驗中，系統(tǒng)性能不僅保持穩(wěn)定，準確率還提升了約20%。這一成果無疑為腦機接口技術(shù)的實用化奠定了堅實基礎。
天津大學腦機海河實驗室教授許敏鵬表示，這項研究不僅實現(xiàn)了生物智能與機器智能的互適應、互學習，還為未來腦機接口系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要的理論基礎與技術(shù)支撐。他透露，團隊計劃將這一系統(tǒng)拓展至更多便攜式或可穿戴設備中，以滿足不同場景下的智能人機交互需求。
據(jù)了解，此研究由天津大學與清華大學團隊合作開展：天津大學腦機海河實驗室團隊完成協(xié)同演進腦機接口軟件系統(tǒng)設計與范式算法實現(xiàn)，清華大學集成電路學院團隊完成協(xié)同演進憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件硬件設計及憶阻器算法設計部署。
天津大學與清華大學聯(lián)合研發(fā)出一款“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅精度更高、能耗更低，還能處理更為復雜的任務。
這款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的無創(chuàng)演進腦機接口系統(tǒng)，成功揭示了腦電發(fā)展與解碼器演化在腦機交互過程中的協(xié)同增強效應，實現(xiàn)了人腦對無人機的高效四自由度操控。2月17日，這一成果在最新一期《自然·電子》上刊發(fā)。
腦機接口能實現(xiàn)大腦與機器直接信息交流，促進生物智能與機器智能融合，被公認為是新一代人機交互和人機混合智能的核心技術(shù)。如何通過腦機之間的信息交互實現(xiàn)“互學習”，進而促進腦機智能的協(xié)同演進，是突破腦機性能瓶頸的重點和難點。但目前腦機交互過程中大腦與機器的動態(tài)耦合機制尚未厘清，導致腦機之間的長時程互適應能力較弱，工作性能隨時間顯著下降。
天津大學與清華大學的聯(lián)合研究團隊針對這一難題，發(fā)現(xiàn)腦電信號的非平穩(wěn)特性與任務腦電演變密切相關?；诖?，他們創(chuàng)新性地提出了“雙環(huán)路腦機協(xié)同演進框架”，并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件加以實現(xiàn)。在“雙環(huán)路”框架下，腦與機的學習環(huán)路相互協(xié)同，共同促進系統(tǒng)性能的提升。
實驗結(jié)果顯示，新方案相較于傳統(tǒng)方案，解碼速度大幅提升，能耗顯著降低。更令人矚目的是，在連續(xù)6小時的長時程交互實驗中，系統(tǒng)性能不僅保持穩(wěn)定，準確率還提升了約20%。這一成果無疑為腦機接口技術(shù)的實用化奠定了堅實基礎。
天津大學腦機海河實驗室教授許敏鵬表示，這項研究不僅實現(xiàn)了生物智能與機器智能的互適應、互學習，還為未來腦機接口系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要的理論基礎與技術(shù)支撐。他透露，團隊計劃將這一系統(tǒng)拓展至更多便攜式或可穿戴設備中，以滿足不同場景下的智能人機交互需求。
據(jù)了解，此研究由天津大學與清華大學團隊合作開展：天津大學腦機海河實驗室團隊完成協(xié)同演進腦機接口軟件系統(tǒng)設計與范式算法實現(xiàn)，清華大學集成電路學院團隊完成協(xié)同演進憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件硬件設計及憶阻器算法設計部署。
本文鏈接：http://m.enbeike.cn/news-2-669-0.html我國科學家實現(xiàn)“雙環(huán)路”腦機“互學習”新突破
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。
點擊右上角
微信好友
朋友圈
點擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請點擊“
”按鈕
點擊右上角
QQ
點擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請點擊“”按鈕
