只用动一动眼睛，就能控制轮椅前进后退 脑控机器人 养老助残新希望

发布时间： 2017-09-06 17:09:29   |  来源： 北京晚报   |  责任编辑： 王子枫

只用在心里默想，就能让眼前的物体飞起来;只用动一动眼睛，就能控制轮椅前进、后退、左右转动;只用站在跑道集中注意力，就能让小赛车飞速前进……

　　这些都不是科幻电影里的场景，在世界机器人大会A馆序厅二层，神奇的事儿正随处上演，因为这里正在进行着BCI脑控机器人大赛。

　　BCI是Brain Computer Interface的缩写，即脑机接口技术。这是神经科学和工程技术学科交叉产生的一项创新研究。首先，在人或动物脑与计算机等外部设备之间建立连接。其次，通过外部设备分析解读脑电信息，将其转化为相应的动作指令。最后再通过无线电把指令传递给机器人或其他装置，就达到了用“意念控制”的效果。

　　本次机器人大会，以表演赛的形式，展示了脑控技术在养老助残、娱乐、教育等诸多方面的应用。

　　更好玩

　　用意念驱动赛车和无人机

　　浙江大学求是高等研究院展区是最受小朋友追捧的地方。在最里侧的大长桌上放着曲折盘旋的长跑道，两个男孩戴着耳机状的设备站在桌子旁边，专注地盯着前方，两辆小赛车正在跑道上飞速前进。他们俩面前还各有一个记录专注力数值的电子表。

　　求是高等研究院副院长——陈卫东教授介绍说，使用者的专注力值越高，赛车就跑得越快。“小朋友戴的设备是一个脑波仪，可以分析出大脑目前的专注力数值，当数值达到基本要求后，赛车会立即启动”。这是脑控技术制成的一项高科技体验型玩具，目前正在投入市场的过程中。

　　和脑控赛车场地一样热闹的，是上海交通大学和博睿康科技公司的展区，他们正同时进行着脑控无人机的表演赛。

　　体验者戴上电极帽，坐在电脑前，屏幕上显示出几个方向图标。他只需要注视不同的图标，就可以让远处的无人机起飞、降落、转向。记者注意到，无人机旁边放置了一个类似Wi-Fi盒子的信号发射器，博睿康科技公司的技术人员介绍，只有在发射器的信号覆盖范围内，无人机才能接收到人脑的指令。

　　上海交通大学的脑控无人机看起来更加简便——没有电脑，也不需要戴电极帽。体验者戴上一个眼镜之后，就可远程控制无人机。该项目属于上海交通大学生机电一体化课题组，课题负责人介绍，这个特殊的眼镜可搜集体验者的眼动信息，然后传导到无人机上。所以只用动动眼球，就能让无人机飞来飞去了。

　　“目前这项技术具有很高的准确性和稳定性，也不需要对使用者进行培训，完全可以在日常生活中运用。”

　　更温情

　　养老助残的新希望

　　“在生命的最后阶段，手也不能动了，话也不能说了，你可能会用到脑控轮椅。”华东理工大学脑机接口研究团队负责人说。

　　课题组曾让渐冻症患者坐上了装置有脑控系统的轮椅。为患者戴上电极帽后，他只需要看前方屏幕的不同位置，就可以控制轮椅进退。该项目负责人介绍，“有些渐冻症患者到了后期，眼睛也不好使了，我们就改为收集听觉信号。比如说左声道代表前进，右声道代表后退，双声道代表停止。给出一组声音，当患者专注于听哪一个声音时，就执行该声音代表的指令。当然比起视觉，听觉反馈会更慢一些。”

　　华东理工大学旁边，是北京信息科技大学脑电波轮椅团队，他们就在现场演示着自己的脑控轮椅。记者看到，轮椅前方搁屏幕的地方，有三个红外线发射孔。据介绍，这三个孔可以检测出轮椅乘坐者的视线方位，同时将方位信号反馈给控制系统，再由该系统指挥轮椅前进后退。本次机器人大会上，同样做脑控轮椅的，还有华南理工大学脑机接口与脑信息处理研究中心，他们的脑控轮椅是基于运动想象的。不需要外界给乘坐者提示和刺激，只需本人想象运动行为，就能让轮椅沿着相应的运动轨迹前行。

　　那么，被多个高校关注的脑控轮椅离投入市场还有多远?专程来为医疗机构寻找合作项目的李先生表示，几个脑控轮椅项目在除障方面都做得不够完善，有的轮椅遇到障碍物就停下来，有的还没有把遇到障碍物写入程序。“上坡和下坡的过程中，无人状态下也难以很好控制轮椅的速度。如果没有防护装置，容易对乘坐者造成伤害。”

　　更智能

　　感知心情好坏

　　在北京师范大学展区前，有一盏会自动变色的台灯。它会感知到测试对象的心情好坏，如果他感到焦虑，灯会变成橙色，感到放松时，灯光会转为蓝色。当然，测试对象还需要佩戴一个手环，让自己的心跳、皮肤静电等数据被手环上的芯片感知。数据分析转码后，传递出针对灯光颜色的不同指令。

　　这是北京师范大学信息交叉学科与智能研究院带来的HRV生理数据手环。除此之外，他们还提供了脑电数据采集头盔——

　　小朋友戴上脑电数据采集头盔，坐在电视机的大屏幕前，屏幕上有一只睡着的大猫。只要小朋友集中注意力，就能唤起它。通过约三分钟的测试，可以搜集被测者的专注力水平。

　　据介绍，手环和头盔采集来的数据将会被传导到心理健康云平台上进行分析，输出科学的检测报告。

　　“比如有些孩子每到考试，就会变得很焦虑。”负责项目讲解的孙博告诉记者。针对这样的情况，项目组会利用虚拟现实技术，给孩子一个类似考场的环境。让他在反复的刺激中学会调整心态。

　　同时，项目组还将生理数据收集应用于自闭症儿童的早期筛查。“通过分析三岁以下儿童的注意力、眼动、行为数据，我们可以筛查出其中患自闭症的儿童。因为三岁以下的孩子还不太会沟通，普通检查很难判断出自闭症，但是三岁之前是治疗自闭症的有利时期。目前自闭症筛查项目已经获得国家级立项，并已和多家医院达成合作。”孙博告诉记者。

　　脑控技术的其他应用

　　除了这些，脑控项目还被应用于很多不同的领域——

　　应用于医疗康复：

　　天津大学神经工程与康复实验室设计出了帮助全肢体中风病人康复的人工神经机器人系统——“神工一号”、“神工二号”。目前在多地临床测试成功，受益患者超过3000例。

　　上海交通大学设计软体康复机器人手套，可帮助中风患者恢复手部功能，使康复过程更符合人的生理机制。

　　博睿康公司的机械外骨骼，可将大脑想象转化为机械肢体运动，进行主动康复训练，让轮椅上的人重获行走的可能。

　　应用于航天领域：

　　天津大学的脑机交互系统被“天宫二号”和“神州十一号”飞船带上太空。“在太空环境下，宇航员完成复杂操作会受到极大限制，我们想将航天员的思维活动转化为操作指令，让他们通过脑活动就能操控设备。”天津大学神经工程与康复实验室明东教授表示。

　　应用于智能家居：

　　“如果有一天，你回到家特别累，躺在沙发上不想动。这时候，只用专注地想一想开灯，房间的灯打开。如果你心情不好，灯光会变成可以安抚情绪的淡黄色。家里的灯可以随着你的睡熟而慢慢变暗、熄灭，而不是一下子灭掉。你还可以把家里的遥控器集中在一起，用意念开空调、开电视机，这些事情都可以通过人机接口技术慢慢实现。”北京心智计算科技有限公司的负责人告诉记者。现在他们正与北京师范大学开展合作，探索脑控技术在教育领域、物联网技术等方面的应用。实习记者 谢宇航