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頭戴小小設(shè)備，看著屏幕上閃爍的216鍵虛擬鍵盤，就能高速拼寫、意念打字——在世界智能大會現(xiàn)場，這“科幻”一幕成為現(xiàn)實。

5月18日，腦機交互與人機共融海河實驗室科研團(tuán)隊在第七屆世界智能大會上正式發(fā)布具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的超大指令集高速率非侵入式腦機接口系統(tǒng)。該系統(tǒng)創(chuàng)造了目前非侵入式腦機接口最大指令集世界紀(jì)錄。

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科研人員操作超大指令集高速率非侵入式腦機接口系統(tǒng) 天津大學(xué)供圖

據(jù)介紹，“腦機接口技術(shù)”指在人腦與外部設(shè)備間建立直接連接通路，讓大腦與機器實現(xiàn)“對話”，是新一代人機交互、人機混合智能的關(guān)鍵核心技術(shù)。腦機接口技術(shù)主要分為侵入式和非侵入式：侵入式腦機接口技術(shù)安全風(fēng)險和倫理問題不容忽視；而基于頭皮腦電控制的非侵入式腦機接口技術(shù)安全、便捷、高效，在消費級和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域更具優(yōu)勢。當(dāng)前，超大指令集的高效編解碼是非侵入式腦機接口亟須突破的技術(shù)瓶頸之一。

腦機交互與人機共融海河實驗室科研團(tuán)隊堅持自主創(chuàng)新，研發(fā)了時-頻-相混合多址的新型編碼范式，首次融合運動誘發(fā)電位、P300電位和穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位三種腦電特征，成功實現(xiàn)216鍵的高速拼寫操作，在線平均信息傳輸速率保持在300 bits/min以上，單指令平均輸出時間僅1.2秒。系統(tǒng)還集成漢語英語拼寫常用音節(jié)信息，支持中英文輸入法一鍵切換，滿足多場景、更靈活的操作需要。

“指令數(shù)量是反映非侵入式腦機接口核心能力的重要指標(biāo)?！睋?jù)腦機交互與人機共融海河實驗室主任助理、天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊教授許敏鵬介紹，國際上研究的指令集曾長期居于80指令以下，難以突破百量集的技術(shù)瓶頸。“天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊在這一領(lǐng)域多次打破世界紀(jì)錄：2019年率先研發(fā)了百指令集腦機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)真正意義上的全鍵盤字符輸入，創(chuàng)造了當(dāng)時最大指令集的世界紀(jì)錄。后來團(tuán)隊又在國際上率先突破200指令大關(guān)，再次刷新世界紀(jì)錄?！?/p>

據(jù)了解，目前團(tuán)隊已構(gòu)建了從芯片、電極、算法到系統(tǒng)的國產(chǎn)全鏈條非侵入式腦機信息交互技術(shù)體系，腦電識別精度、控制指令數(shù)量和信息傳輸率三項核心指標(biāo)達(dá)到國際最高水平。

腦機交互與人機共融海河實驗室是由天津市布局、依托天津大學(xué)設(shè)立的第六家海河實驗室。實驗室擁有無創(chuàng)腦機交互關(guān)鍵核心技術(shù)，布局了國際最大最全面的腦機交互專利池，腦電識別精度、控制指令數(shù)量和信息傳輸率三項核心指標(biāo)均達(dá)到國際最高水平。