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“哪吒”多脑协控智臂系统

“哪吒”多脑协控智臂系统可以通过戴在多位协作者头上的“电极帽”捕获他们的头皮脑电波,经过解码融合各方的合作意图指令,进而控制机械臂执行相应操作。相比于2019年研发的第一代单人脑控智能机械臂系统,这套系统首次采用“脑脑”协同作业方式,其操控效率和信息传输速率相比于单人作业提升了一倍以上,同时将脑控视图空间分辨率由之前的9×12像元提升至12×18像元以上,可以胜任更加精细复杂的任务。

“哪吒”多脑协控智臂系统主要分为脑-机接口子系统和智能机械臂子系统两个部分。在脑-机接口子系统中,为应对单人难以完成的复杂操控任务,团队在之前创造的国际最大的头皮脑电BCI在线控制指令集(108个)的基础上,创新设计了基于时-频-相混合脑信息编码的脑脑协同作业模式,再次大幅提升了脑控指令维度与输出速度,使得“哪吒”智臂能够完成更高阶的脑控动作。


在智能机械臂子系统中,为了实现多脑对同一任务的“无冲突”操控,达到齐“心”协力的目标,团队设计了“哪吒”特定的作业分配和刺激编码策略。以书写为例,“哪吒”智能机械臂就可以将脑-机接口子系统的多维脑控视图指令映射转化为统一的6D空间坐标,从而实现多脑控一臂的汉字书写。

事实上,“哪吒”神来之“笔”背后的高性能脑-机接口技术不仅可以写字,并且在医疗康复、航空航天等领域展现出巨大的应用潜力。近期,天津大学团队还开发了脑控无人机系统,首次实现了单人对无人机 4自由度的连续控制,扩宽了新一代人机混合系统的应用场景。