人類首次太空腦-機交互實驗將在天宮二號上進行
2016-09-21 14:59:19
來源：央視新聞
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太空腦-機交互實驗
太空腦-機交互實驗
太空腦-機交互實驗
太空腦-機交互實驗
太空腦-機交互實驗
人類首次！太空腦-機交互實驗將在“天宮二號”上進行
世界首套在軌腦-機交互及腦力負荷等測試系統(tǒng)日前隨“天宮二號”飛上太空。待“神舟十一號”和航天員到來，“天宮二號”將開啟人類史上首次太空腦-機交互實驗。此實驗可將航天員的思維活動轉化為操作指令，并監(jiān)測航天員的腦力負荷等狀態(tài)。
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航天員在太空中“動動腦子”就能“指揮”各種操作，這種科幻片中才能見到的情景或將成為現(xiàn)實。
隨著我國第一個真正意義上的太空實驗室——天宮二號的成功發(fā)射，由天津大學神經(jīng)工程團隊負責設計研發(fā)的在軌腦-機交互及腦力負荷、視功能等神經(jīng)工效測試系統(tǒng)也一同進入太空，將開啟首次太空腦-機交互實驗。“腦-機交互將是未來人-機通信交互的最高形態(tài)。”項目主要負責人、天津大學精儀學院教授明東介紹，腦-機交互一直被列為美國最優(yōu)先支持發(fā)展的顛覆性創(chuàng)新技術之一，“這將是中國人領先歐美開啟的一次太空腦-機交互實驗征程”。
即將在天宮二號上開展實驗的神經(jīng)工效測試系統(tǒng)擁有64項授權國家發(fā)明專利，1項軟件著作權，是天大“智”造的自主知識產權技術集群。天大神經(jīng)工程團隊長期從事以助老、助殘、助特為目的的新一代腦-機交互基礎理論與關鍵技術方面的研究工作。他們陸續(xù)設計出適用于全肢體中風康復的純意念控制人工神經(jīng)機器人系統(tǒng)“神工一號”“神工二號”并在多地醫(yī)院臨床測試成功，曾被評為“中國可能改變未來的十大科技成果之一”，有力推動了新興的腦-機交互技術在臨床康復領域的發(fā)展與應用。
此次在執(zhí)行載人航天空間實驗室任務中，“神工”技術將為“天宮二號”空間實驗室的航天員太空中期駐留驗證等作出貢獻，是“天宮二號”航天人因工程重點項目。
為何要在太空中率先開展腦-機交互研究？“從宏觀來說，人類的大腦因其復雜神秘而被稱為‘三磅宇宙’，探索宇宙與探索大腦存在著天然的關聯(lián)。”明東介紹，航天員在太空環(huán)境中，完成復雜作業(yè)任務受到極大的限制，腦-機交互可以不依賴外周神經(jīng)和運動系統(tǒng)，將航天員的思維活動轉化為操作指令，同時又能監(jiān)測航天員的腦力負荷等神經(jīng)功能狀態(tài)，實現(xiàn)人機互適應，減輕作業(yè)負荷，是最為理想的人機交互方式。
通過腦力負荷與視功能測試系統(tǒng)，可以實時獲取并解析航天員在作業(yè)任務時的感覺（視覺）和認知（腦力負荷）功能相關的生理信息變化。在軌腦-機交互系統(tǒng)針對太空飛行過程中的各類約束條件開發(fā)了適于在軌環(huán)境的高識別度、高穩(wěn)定性的腦-機交互自適應檢測設備與處理技術，構建了針對航天員個體的高度個性化定制的腦-機接口判別模型，設計了腦電特征強化誘導訓練策略，優(yōu)化了腦電特征與系統(tǒng)模型的耦合效率，大幅提升了腦-機在線操作的工作。
“這是我們團隊首次參與航天任務，師生們?yōu)榇烁冻隽似D苦的努力，積累了寶貴經(jīng)驗。”明東介紹說，2012年3月，天津大學神經(jīng)工程團隊與中國航天員中心人因工程重點實驗室正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，致力于我國在軌腦-機交互裝置與技術的研制和發(fā)展，其間進行了多次原理演示和可行性論證，尤其近一年中團隊先后完成了所需的5個軟硬件子項目的開發(fā)和調試，開展地基人體實驗近千次，最終通過了航天員中心的嚴格評審。
明東曾通過紀錄片《生命密碼：三磅的宇宙》向世界解讀“腦機交互”這一項令人激動的科技成果。“我們貼切地將這一計劃稱為‘天地同心’或者‘太空諦聽’，因為可以讓地面的機器人分身傳達著遠在萬里之外、太空之上的航天員本人的某些思想。”明東說，“這一計劃若能成功，希望能夠吸引更多人來關注腦-機交互技術，關注中國神經(jīng)工程前沿科技的發(fā)展。”
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