我国科学家在“双环路”脑机“互学习”领域实现了新突破,这一成果由天津大学与清华大学联合研发。以下是对该突破的详细阐述:
一、成果概述
天津大学脑机海河实验室和清华大学集成电路学院联手,开发了一款基于忆阻器神经形态器件的新型无创演进脑机接口系统。该系统成功揭示了脑电发展与解码器演化在脑机交互过程中的协同增强效应,并实现了人脑对无人机的高效四自由度操控。这一成果在2025年2月17日被国际学术期刊《自然·电子》在线发表。
二、技术特点与优势
双环路脑机协同演进框架:
该系统创新性地提出了“双环路脑机协同演进框架”,通过忆阻器神经形态器件加以实现。在“双环路”框架下,脑与机的学习环路相互协同,共同促进系统性能的提升。
高精度与低能耗:
相较于传统方案,该系统的解码速度大幅提升,能耗显著降低。实验结果显示,新方案的归一化解码速度提高了2个数量级(百倍)以上,能耗降低了3个数量级(千分之一)以下。
长时程互适应能力:
在连续6小时的长时程交互实验中,系统性能不仅保持稳定,准确率还提升了约20%。这一成果为脑机接口技术的实用化奠定了坚实基础。
三、实际应用与前景
人脑对无人机的操控:
该系统已经成功实现了人脑对无人机的高效四自由度操控,展示了脑机接口技术在无人机控制领域的巨大潜力。
拓展应用场景:
研究团队计划将这一系统拓展至更多便携式或可穿戴设备中,以满足不同场景下的智能人机交互需求。这包括消费级、医疗级等各类智能人机交互实用场景。
理论基础与技术支撑:
该研究不仅实现了生物智能与机器智能的互适应、互学习,还为未来脑机接口系统的发展提供了重要的理论基础与技术支撑。
四、意义与影响
推动脑机接口技术发展:
这一成果为脑机接口技术的实用化奠定了坚实基础,推动了脑机接口技术的进一步发展。
拓展人机交互方式:
该系统的成功研发为拓展人机交互方式提供了新的思路和方法,有望在未来实现更加智能、高效的人机交互。
促进智能科技发展:
这一突破不仅展示了我国在脑机接口技术领域的实力,也为全球智能科技的发展做出了重要贡献。
综上所述,我国科学家在“双环路”脑机“互学习”领域实现的新突破具有重要意义和深远影响。这一成果不仅推动了脑机接口技术的实用化进程,还为未来智能科技的发展提供了新的动力和方向。