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奇特的人类大脑被称为“三磅世界”，蕴含着巨大的未解之谜。作为人类身体的“CPU”,大脑无时无刻不在处理杂乱的信息。这些信息正是经过几十亿个神经细胞不断发放电脉冲而传导的。
假如能将大脑的这些信号搜集转化，偏重新进行分配，那么未来人的认识就有或许不再受限于软弱的肉体。仅靠想法一转，相应的行为就能完成。像这样的场景在科幻电影里，人类现已考虑了千百遍。电影导演刻画出了潘多拉星球的“阿凡达”、X战警里的“X教授”、超能陆战队中的微型机器人……而在实际中，科学家们正在用实际行动来将这种“梦想”变为实际，这便是脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技能。
脑机接口技能范畴成“必争之地”
脑机接口被誉为人脑与外界沟通沟通的“信息高速公路”，是公认的新一代人机交互和人机混合智能的要害核心技能。进入21世纪，世界首要科技强国均启动了方针庞大的“脑方案”。其间，脑机接口一向被列为美国最优先支撑展开的颠覆性立异技能之一。2018年11月19日，美国商务部出台了一份针对最新的14大类要害技能和相关产品的出口控制结构，其间就有脑机接口技能及相关产品。而近年来，很多科技企业家的纷繁入局，也让世界更为重视这一技能范畴。
刚刚曩昔的8月，在2019世界人工智能大会上与阿里巴巴开创人马云就AI问题宣布不同观点的特斯拉兼Space X“掌门人”埃隆 马斯克（Elon Musk），就在2016年夏天低沉成立了一家创业公司Neuralink，从事的正是脑机接口技能的研制。据悉，Neuralink将开发马斯克称之为“神经蕾丝”的技能，期望经过在人脑中植入细微的电极，来上传、下载人的意念。其运用的是侵入式脑机接口，也便是说需求经过手术将电极埋入人类大脑。
用于将电极刺进大脑的Neuralink机器人体系
本年7月，Neuralink 公司发布了其最新的脑机接口技能，包含：线程、机器人，元件和算法。其间的机器人便是能够将单根多触点柔性电极植入皮层的手术机器人。其实早在七年前，匹兹堡大学的科学家就从前成功将一枚电脑芯片植入一名53岁女人简 舒尔曼（Jan Scheuermann）的大脑内。舒尔曼因为退行性疾病的影响而四肢瘫痪。手术后，舒尔曼能够经过脑机接口芯片，用意念去控制一条机械臂，乃至能够用它来吃巧克力。
比起“恐惧”的侵入式脑机接口，非侵入式更简略让人承受
但是事实上，像舒尔曼相同被植入电脑接口芯片的人在全球范围内都是少之又少的。很少有人乐意让医师或科研人员掀起自己的头盖骨，将杂乱的电极放入自己的脑袋。这种操作需求冒着术后感染、生物排异等相当大的危险。只要尽头各种医疗手法都没有更好医治作用的患者，才有或许会冒险挑选进行这样测验。
相关于侵入式脑机接口，非侵入式脑机接口则显得更为安全，也更简略被人承受。早在2014年，我国的科学家就现已研制出了根据非侵入式脑机接口的人工神经机器人(i-NeuroSys Robot)体系——“神工一号”(TUNEXON-I)。经过戴在人头上的“电极帽”捕获头皮脑电波，经过解码确认大脑的目的指令，然后履行相应操作。
作为全球首台适用于全肢体中风恢复的“纯意念控制”人工神经机器人体系，“神工一号”在中风患者体外仿生构筑了一条完好的人工神经通路，经过人工神经机器人核算并剖析脑区的激活程度和可塑性形式，辅佐皮层肌肉活动的同步耦合，重复强化大脑至肌群的正常振奋传导通路，有效地促进原有妨碍的运动反射弧的逐步恢复。
“神工一号”的研制团队——天津大学神经工程团队是国内最早从事脑机接口范畴研讨的单位之一，现在现已在该范畴内深耕了17年,发明了脑机接口范畴多项性能指标的世界纪录，包含现在最高辨认精度（0.5μV）、最大控制指令集（108指令）和最快传输速度（模仿在线均匀信息传输率353bits/min）。
根据SCDMA的小型非对称视觉诱发电位拼写器，辨认出起伏为0.5微伏的最弱脑控信号
本年5月举行的第三届世界智能大会上，该团队发布了全球首款脑机接口专用芯片——“脑语者”。该系列芯片具有“精解码、高指令、快通讯、强交互“四大优势，选用高度集成的单芯片SOC FPGA方案，突破了传统非侵入式BCI信号收集处理的许多瓶颈，能够辨认出头皮脑电中极弱小的神经信息，高效核算解码用户操作指令，极大进步大脑与机器之间的通讯功率。
世界首款脑机编解码集成芯片“脑语者”
据了解，从人脑外部捕捉脑电波，需求战胜头发、头皮、颅骨等对信号的重重“阻挠”。该团队经过脑电信号放大器进步信噪比，让需求的脑电波愈加“纯洁”，一起选用了水性电极，让患者佩带更便当。此外，团队还首创了信号处理算法，来去除人体运动中的信号搅扰。未来，“脑语者”有望为脑机交互技能走向民用化、便携化、可穿戴化及简略易用化拓荒路途。
意念打字拼的是速度
此外，该团队还在第三届世界智能大会上展现了“意念打字”的奇特。依托最大在线控制指令集的视觉型脑机接口体系，受试者现场成功打出了：“Welcome to the 3rd WIC”。头戴电极帽的受试者经过看屏幕上闪耀的字符，因不同频率给视觉带来不同影响，然后发生不同脑电波信号。脑机接口设备捕捉到脑电波信号并进行辨认后，就会将方针字符输出到屏幕上。
关于“意念打字”，脸书（Facebook）开创人马克 扎克伯格（Mark Zuckerberg）也在2016年入局。因为扎克伯格相同以为，侵入性脑部植入难以被群众所承受。因而其研制团队也在致力于开发无创的可穿戴技能，其方针是研制出可每分钟输入100个字的脑控拼写器原型体系。2017年，他发布了其隐秘B8方案中展开的脑机接口研讨：“咱们正在开发的体系，让你的大脑直接打字，速度是你用手机打字的5倍。”
关于“意念打字”速度，最近国内又传出了好消息。8月底，在北京举行的2019世界机器人大赛事之一——“BCI脑控机器人大赛暨第三届我国脑机接口竞赛中，诞生了我国利用脑机接口技能打字的新纪录：每分钟在电脑屏幕输出691.55比特，相当于每分钟输出69个汉字。这项纪录的发明者来自天津大学精密仪器学院神经工程与恢复实验室研讨生二年级的魏文雅。普通人用手在触屏手机上打字的速度是每分钟600比特。魏文雅凭仗脑电波打字的最快速度，现已超过了普通人用触屏手机打字的速度。
意念打字新纪录发明者魏文雅
据悉，脑控打字记载挑战赛所运用的脑机接口范式是SSVEP范式，这是我国科研人员自主研制脑机接口范式。它现已与美国科研人员提出的P300范式和欧洲科研人员提出的运动幻想范式并列为世界脑机接口范畴三大范式。
脑机接口技能的不断展开正在让人类曩昔以为只要“神仙”以及“超才能者”才有或许具有的意念控制才能走入普通人的家庭。现在，科学家们关于该技能的研制方针都是瞄准医疗健康范畴，像从前的义肢、仿生眼、人工耳蜗等相同，让遭受伤痛摧残的患者取得更高的日子质量。
