太神奇啦!戴上这顶“帽子”就能操控无人机

发布时间 : 2019-07-12     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  想成为一名“超能力者”吗?可以试试中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)研究发展部研发的一顶神奇的“帽子”——脑机接口帽。戴上它,坐在电脑前,不敲键盘、不按鼠标、不用麦克风……只需盯着屏幕上的指令,动用你的意念,就能控制无人机做动作,不想用脑时,还可以用手势操作。神不神奇?炫不炫酷? 

  我们先一睹这顶“帽子”的芳容吧。帽子采用的是棉布材质,但比较惹眼的是后脑勺部位的8个接收点。该项目负责人李旗挺介绍:“视觉信号来自后脑勺,所以帽子上的8个接收点,就是人‘心想事成’的通道”。简单来说,就是使用者全神贯注地盯着电脑屏幕上的指令时,这8个接收点会及时读取人发出的脑电波,而计算机里的算法接到这些信息,就能识别使用者的指令意图。 

  


△ 研发人员在介绍控制台 

  
  说到这,肯定有小伙伴儿质疑了,用意念控制机器早就不新鲜了,如意念控制玩具、意念控制机械臂、意念控制轮椅等,火箭院的这项发明有什么高明之处呢?这就不得不说当前脑机接口领域存在的跨个体应用的技术难题了。

  项目负责人李旗挺说,当前使用的脑电信号分析方法对使用者个体特征依赖性较大,同一套脑机设备给不同的操作者使用,通常需要经历长时间的训练与设备调试,很难做到通用化,这也就意味着难以在市面上大范围的推广应用。 

 

 
△ 研发小组正在讨论技术问题 

  
  针对该技术问题,李旗挺经过艰难攻关,通过设计脑电信号的控制指令编码方案,同时结合先进的脑电信号识别算法,实现了高准确率、快响应的“跨个体”的脑机控制技术,相关技术指标在国内处于先进水平。

  换言之,戴上这顶“帽子”,无论谁来操作,不用专门培训,也无需调试相关设备,只要认得屏幕上的“前进”“后退”等字,集中精神去想发动的指令,无人机就像乖宝宝一样听话做动作了。不仅如此,从人开始“想”,到无人机做出相应动作,1至2秒而已,而且准确率高达近90%。

  对于操作者来说,全神贯注的“注视”是必需的,但一旦出现情绪紧张、注意力分散等问题,就会影响人对无人机控制的效率和准确性,怎么办?对此,李旗挺在基于脑电信号控制的基础上,加入了手势识别的控制方法。当你累了,或者大脑不听使唤时,可以利用不同的手势动作,来完成对无人机的操控,比如伸出五根手指,代表“即刻悬停”;握紧拳头,代表“紧急降落”等。

  




△ 研发人员展示不同的手势控制指令

  

  这款“跨个体”使用的脑机接口帽都可以应用在哪些领域?李旗挺表示,首先该技术可以用于辅助手脚不便的运动障碍患者进行日常活动,帮助他们利用脑电波来控制轮椅、电视、假肢等家用电器或辅助装置,同时也可用于进行肢体方面的医疗康复训练。其次,在航天任务中,有望极大地减轻航天员的双手操作负担,使航天员仅仅利用脑电波就能操控多种空间设备。此外,还可用于军事、教育、游戏娱乐、市场营销等多个领域。 

  值得一提的是,目前市面上的脑机设备能实现的指令比较简单,一般能稳定识别的指令在五个左右,而这项发明目前能做到10个指令,如果有需求,可以提升到40个。此外,如果想在视线范围外灵活操控无人机,可在无人机上面搭载摄像装置等,空间应用大。
  “后续,我们将研发移动便携式的脑机接口设备,并与语音、眼动等多种信号进行有机融合,支撑操作人员在复杂环境中实现人机智能交互。”李旗挺说。

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