怎么想就怎么做：可穿戴式脑机接口将想法转化为行动

可穿戴脑机接口设备概述图。

techxplore.com网站当地时间7月21日报道，美国乔治亚理工学院副教授Woon-Hong Yeo领导的国际团队将无线柔性电子技术和虚拟现实技术融合到可穿戴脑机接口（BMI）系统中，使用户能够想象一个动作，并以无线方式控制轮椅或机械臂。该成果有望显著改善运动障碍或瘫痪患者（尤其是闭锁综合症患者）的生活质量。相关研究成果刊登在《先进科学》杂志中。Yeo说：“与现有系统相比，新系统的主要优势在于柔软舒适性，它不涉及任何金属导线。”

BMI系统是一种康复科技，它能够通过分析人脑信号，将神经活动转化为命令，将意图转化为行动。获取大脑信号最常见的非侵入性方法是脑电图（EEG）技术。通常情况下，这是一套包含笨重电极帽和杂乱电线的复杂设备。EEG设备依赖凝胶和膏体来保持皮肤接触；设置时间长、舒适性较差；受材料退化或运动伪迹（磨牙或眨眼等产生的“噪声”）影响，信号采集效果也很差。

Yeo团队设计的便携式脑电图系统集成了微细针电极和柔性无线电路，提供了更好的信号采集功能。准确测定大脑信号对于系统确定用户意图至关重要，为此，研究人员在新系统中集成了强大的机器学习算法和虚拟现实组件。目前，Yeo团队已经请4名非残疾志愿者完成了系统测试，结果显示良好。

2019年，Yeo团队曾在《自然·机器智能》杂志中报道过一种柔性可穿戴BMI系统。论文作者Musa Mahmood说：“与旧系统相比，新脑机接口使用了一种完全不同的模式——‘思维驱动’。这使得用户不必接受太多视觉刺激。在新研究中，我们展示了用户通过思维精确控制虚拟现实练习的可行性。视觉线索只是作为辅助工具强化了用户和研究人员的信息收集过程。”Yeo补充：“事实证明，虚拟提示是行之有效的。它们提高了用户的参与度与准确性。而我们也记录下了持续的、高质量的运动想象活动。”

研究人员表示，在这两项工作的基础上，他们将在未来对电极设置和系统集成作进一步的优化。

编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《先进科学》

期刊编号：2198-3844

原文链接：

https://techxplore.com/news/2021-07-wearable-brain-machine-interface-intentions-actions.html

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