高校联合实现脑机接口系统控制无人机

近日，天津大学脑机海河实验室联合清华大学集成电路学院，成功研发出一款基于忆阻器神经形态器件的“双环路”无创演进脑机接口系统。这一创新技术为未来的智能人机交互，尤其是无人机操控领域，带来了新的突破和无限可能。

该脑机接口系统的核心是其独特的“双环路脑机协同演进框架”。这个框架包括两个主要部分：“机学习”环路和“脑学习”环路。在“机学习”环路中，忆阻器解码器能够实时更新解码参数，以适应用户脑电信号的变化；而在“脑学习”环路中，通过“决策—反馈”机制不断优化任务相关的脑电特征。这种设计不仅提高了系统的精度和效率，同时也降低了能耗。

特别值得注意的是，该系统在无人机操控方面展现了卓越的能力。传统脑机接口技术通常只能实现简单的二自由度飞行控制，而“双环路”脑机接口系统则支持无人机进行上下、左右、前后及旋转四自由度的复杂操作。在一项长达6小时的实验中，研究团队展示了系统如何通过持续优化大脑信号处理，实现了对无人机稳定且高效的操控。实验结果显示，随着使用时间的增加，系统性能非但没有下降，反而提升了大约20%的准确率。

天津大学许敏鹏教授表示，相较于传统的纯数字硬件方案，“双环路”脑机接口系统在效能上提升了百倍以上，能耗降低至千分之一以下。这使得该系统不仅适用于无人机操控，还具有广泛的应用前景，如医疗康复、智能家居等。

尽管这项技术展现出巨大的潜力，但它也引发了一些关于隐私保护和社会伦理问题的关注。例如，如何确保用户的脑电波数据安全，以及如何避免因技术普及而导致的社会不平等现象等，都是需要深入探讨的问题。

此次研究成果已在国际知名学术期刊《自然·电子》上发表，标志着我国在智能科技领域的重大进展。未来，随着技术的进一步成熟，这款脑机接口系统计划扩展到更多便携式或可穿戴设备中，服务于消费级、医疗级等各类智能人机交互场景。

总之，天津大学与清华大学的合作成果不仅推动了脑机接口技术的发展，也为无人机操控开辟了新的路径。这项技术的成功应用预示着一个更加智能化、便捷化的人机协作时代的到来，将极大地提升人们的生活质量，并为身体残疾人士、老年人等特殊群体带来福音。