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2019Techo開發者大會|騰訊優圖實驗室鄭冶楓:科幻電影之外的腦機接口技術探索

發布時間:2019-11-07 16:57:31 來源:中華網

?11月6-7日,由騰訊云發起的首屆Techo開發者大會在北京舉行,邀請海內外150位行業專家圍繞前沿技術發展進行解讀,聚集5000名開發者參與技術交流和探討,旨在通過匯聚全球頂尖行業專家和技術愛好者,搭建一個開放、中立、活躍的技術交流平臺。在前沿技術探索X論壇上,騰訊優圖實驗室總監鄭冶楓帶來了題為《腦機接口:揭開科幻表象,探索科學真相》的演講,對近期大熱的腦機接口的實現方式和應用場景進行了分享。

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(騰訊優圖實驗室總監鄭冶楓)

“預計2020年,全球腦機接口市場將達到14.6億美元。”據鄭冶楓博士介紹,腦機接口未來將有廣闊的應用場景,在醫療健康領域,不僅能預防老年癡呆疾病,還能應用于癲癇、睡眠障礙、自閉癥等疾病的診斷,以及腦卒中的神經反饋康復訓練;在通訊控制領域,這一技術的應用能夠實現意念控制機器人、無人機;還能應用于游戲娛樂、教育科技、智能家居等領域。

揭開科幻表象,應用場景廣泛的腦機接口

對于大部分人來說,腦機接口是一個陌生的詞匯,腦機接口究竟是什么?

“腦機接口就是人或動物與外部設備間創建的用于信息交換的新型交互方式。”鄭冶楓博士介紹,目前的腦機接口技術主要分為兩種類型:侵入式和非侵入式。侵入式腦機接口通過外科手術將電極植入大腦皮層,直接讀取腦神經信號,信號強,空間分辨率高,但是長期植入的電極可能引起感染;非侵入式腦機接口則采用體外讀取腦電圖/腦磁圖/功能性磁共振成像的方式進行工作,信號噪聲大,空間分辨率低,但是無創的方式適用于健康人群。

目前,腦機接口技術廣泛運用于疾病診斷、腦認知、智能家居、軍事、娛樂、教育、康復機器人以及助老助殘等領域,并逐漸扮演著越來越重要的角色。隨著這一技術的進一步普及,有望在我們的生活中扮演著更加重要的角色。

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(腦機接口的應用方向)

那么,腦機接口具體是如何實現的呢?演講中,鄭冶楓博士通過穩態視覺誘發電位(SSVEP)、運動想象、P300三個有趣的實驗范式介紹了腦機接口的實現方式和應用場景。

簡單說來,通過穩態視覺誘發電位技術,殘障人士可以使用雙眼盯著“遙控器”上的某一個閃爍的圖標,實現通過雙眼控制其他設備的效果;運動想象則可以被搭載于與機甲類似的腦控外骨骼上,在這一實驗范式的幫助下,殘障人士能夠實現在機器輔助下的自由行動,從而有效擴大他們的生活半徑;P300實驗范式的常見應用是意念打字,在這一實驗范式的助力下,更多與霍金有著類似情況的人有望獲得更加流暢的輸入體驗。

臨床醫療+防疲勞駕駛,騰訊優圖的腦機接口技術探索

腦機接口技術在醫療場景中有廣泛的應用前景。據鄭冶楓博士介紹,在臨床方面,部分腦卒中患者的控制能力較弱,只有眼睛能夠較為自如運動,腦機接口技術的應用,能夠有效提升腦卒中患者的生活質量。

除了醫療場景外,腦機接口技術還能應用于疲勞駕駛監測中,成為疲勞評估的一種有效手段。騰訊優圖的研究員們通過模擬駕駛環境,采集8名受試者從正常狀態過渡到疲勞狀態的腦電信號,實現了對疲勞駕駛高達97%的分類正確率。這項應用有望部署于便攜式腦電設備中,通過實時監視駕駛者疲勞狀態,一定程度上減少由疲勞駕駛所導致的交通事故。

作為騰訊旗下頂級的人工智能實驗室,騰訊優圖聯合海內外高校(香港中文大學和天津大學)利用深度學習和領域自適應等先進技術在腦機接口領域展開研究和探索,已經有兩篇論文被IEEE期刊接收,還有多篇論文在審稿中。目前,騰訊優圖在腦機接口方面的工作主要集中在四個方面:運動想象分類、穩態視覺誘發電位分類、疲勞駕駛監視、和基于體表肌電信號的手勢識別。

技術研究不斷深入的同時,騰訊優圖還與醫院康復科展開了深度合作,在多感知交互大腦可塑性以及康復期不同階段的腦控運動兩個領域開展研究,有望更廣泛地運用于臨床實驗從而造福于更廣大的患者。

目前,包括ElonMusk名下的Neuralink公司、Facebook、美國卡內基梅隆大學&明尼蘇達大學在內的多家科技公司及高校均在腦機接口領域展開了深入的研究并收獲了豐碩的成果。

“未來,我們將繼續攻堅腦機接口這一領域,并積極與醫院展開合作,推動這一技術的落地應用。”鄭冶楓博士表示,隨著腦機接口技術的進一步發展,無論是肢體有恙的患者還是肢體健康的正常人,都有望獲得更為方便快捷的腦機體驗。

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