我國(guó)在腦機(jī)接口領(lǐng)域取得新突破

記者17日從天津大學(xué)獲悉，該校腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院聯(lián)合，開發(fā)出一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的“雙環(huán)路”無創(chuàng)演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)還首次揭示了大腦電信號(hào)與解碼器在交互過程中如何進(jìn)一步協(xié)同增強(qiáng)的奧秘，并成功實(shí)現(xiàn)了人腦對(duì)無人機(jī)的高效四自由度操控。相關(guān)成果刊發(fā)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子》上。

團(tuán)隊(duì)在研究中首次提出“雙環(huán)路腦機(jī)協(xié)同演進(jìn)框架”，并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件構(gòu)建了全新的腦機(jī)接口系統(tǒng)。在雙環(huán)路框架下，“機(jī)學(xué)習(xí)”環(huán)路中的憶阻器解碼器通過適應(yīng)腦電信號(hào)波動(dòng)完成解碼參數(shù)更新，“腦學(xué)習(xí)”環(huán)路中的任務(wù)相關(guān)腦電特征在“決策—反饋”循環(huán)的引導(dǎo)下不斷正向演化。相關(guān)算法基于128kb規(guī)模的憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件實(shí)現(xiàn)了硬件化部署，將腦電信號(hào)的多步計(jì)算過程優(yōu)化為單步計(jì)算。

“相較于傳統(tǒng)純數(shù)字硬件方案，‘雙環(huán)路’腦機(jī)接口系統(tǒng)精度更高、能耗更低、能處理更復(fù)雜任務(wù)。”天津大學(xué)腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室許敏鵬教授舉例說，傳統(tǒng)無創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)通常只能控制無人機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的二自由度飛行，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“雙環(huán)路”腦機(jī)接口系統(tǒng)可高效支撐無人機(jī)完成上下、左右、前后、旋轉(zhuǎn)四自由度任務(wù)目標(biāo)。（記者陳曦 通訊員焦德芳）