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脑机接口新进展非侵入式意念控制机械臂诞生效果提高六成对焊机

2022年07月13日

近期，卡内基梅隆大学与明尼苏达大学合作，取得了一项脑机接口领域的突破成果。他们研制出了第一款非侵入式的意念控制机械臂,能够跟踪随机移动的计算机光标。研究团队计划在不久的将来进行临床试验。

卡内基梅隆大学表示，这项工作可以使瘫痪患者及运动障碍人士受益。

上述研究发表在最新一期的国际机器人科学期刊《科学机器人》（science robotics）上。

脑机接口指的是将大脑以某种形式与外部设备连接，实现脑电波信号与相关指令信号间的转换。这种方式已经被证明可以用来控制外部机械设备。不过，迄今为止，成功且持续控制机械臂的脑机接口是侵入式的，需要通过手术在脑部植入芯片和电极。这种操作方式需要大量的医学知识，通常只能应用于少数临床病例。

本研究的责任作者、卡内基梅隆大学生物医学工程系主任贺斌教授与他的团队希望开发一种侵入性更小甚至完全无创的脑机接口技术，使瘫痪患者能够用自己的意识来控制他们的环境或者外部机械臂。

研究人员利用无创神经成像技术和机器学习技术研发了一种新型脑机接口。实验中，使用新型脑机接口的人类受试者以无创的方式控制机械臂，机械臂以一条平滑、连续的路径跟踪计算机屏幕上的光标。

实验结果显示，这项新技术在传统中心输出任务中的学习效果提高了近60%，在持续跟踪任务中的表现提高了500%。研究人员称，在线无创神经成像技术使脑机接口的控制能力提高了10%。

目前，这项技术已经在68名身体健全的人体受试者身上进行了测试，每个受试者最多测试10次，测试内容包括虚拟设备控制和机械手臂控制。