用大脑驾驶汽车不久有望成真

受试者用大脑信号驾驶汽车。

系统反馈信号

汽车左转、加速或右转的状态。

一个男人戴着一顶特殊的帽子，一根电线连接到他旁边的仪器上。他目不转睛地盯着他面前的显示器。屏幕上，一辆汽车正在路上行驶。是这个人在开车。但他没有用脚踩油门和离合器来控制方向盘，而是将自己对路况的判断传给电脑，让汽车平稳地避开各种障碍，在繁忙的道路上*灵活地行驶...这听起来像是发生在上海交通大学实验室的科幻情节或科幻焦点平面场景。实验的主持人告诉记者，这一成就有望在不久的将来呈现出真实的景象。记者了解到，上海交通大学博士生赵启斌和导师张丽卿教授在三维虚拟现实环境中成功开发了idea汽车驾驶系统。该系统通过主体的想象在虚拟现实环境中控制车辆，不需要操作车辆的方向盘或控制杆，实现车辆的左右转向和车速的增减，沿指定道路行驶。该系统实现了一个自主、异步、自然的脑机交互原型系统。自20世纪60年代以来，科学家们对认知心理学和神经科学进行了大量的电生理研究，尤其是对人脑在不同状态下产生的特定脑电信号的研究。脑-机接口，BCI (BCI)是人脑和计算机或其他电子设备之间通过使用脑电信号的直接通信和控制。1970年，美国国防部资助成立了最早的BCI军事研究小组。BCI技术结合了神经科学、心理认知科学和智能信息处理领域的最新成就。研究重点是揭示特定大脑思维活动的规律，建立大脑思维活动的意图和行为之间的关系。直接提取大脑神经活动，实时转换成控制命令，控制假肢、电脑鼠标、键盘、家用电器等。，以帮助那些患有肢体残疾、脊髓损伤、中风、肌萎缩性侧索硬化和其他神经肌肉变性的患者，建立大脑与外界直接互动的新方式，并提高他们的生活质量。赵启斌说，研究结果表明，许多微弱的脑电图信号是在人们思考和想象时产生的。不同的运动想象在不同的大脑区域产生不同模式的脑电图信号。通过对脑电信号的分析，可以判断人体运动想象的类别。受试者的“帽子”上布满了灵敏而精确的传感器，这些传感器可以将思维产生的脑电图信号传送给电脑。计算机可以通过精确的分析识别这些信号，将人的“意志”转化为指令，并将指令信号发送给相关设备，起到控制作用。研究人员利用运动图像产生的脑电图信号来驱动汽车在三维虚拟环境中沿着指定道路平稳行驶。本研究的创新之处在于建立了一种新型的无创运动想象BCI原型系统，以实现更复杂的实时控制任务(如驾驶汽车)。它不仅使用运动想象的类别(如想象的左手、右手和脚)来控制汽车方向盘的旋转方向，还使用特定想象任务的持续时间来定义相应控制命令的强度，并控制方向盘旋转角度的不断变化。因此，用户可以通过想象任务来调整方向盘的角度，并且可以自动加速或减速，从而能够自主驾驶汽车。与传统BCI中的两个或三个离散控制命令相比，该系统具有更好和更平滑的控制能力。在此基础上，BCI系统采用灵活的异步操作协议，使受试者能够通过各种不同的运动想象任务自主和连续地控制车辆的驾驶。解决了基于脑电信号的脑机交互的几个关键问题，包括自主、异步操作模式、快速状态检测、连续控制和反馈等。本研究得到了国家“973计划”(编号2005CB724301)和上海市科委科技创新行动计划的支持。相关专家认为，该研究对于理解大脑的认知过程和智能信息处理具有重要的理论意义，对于开发新的信息传感技术和模式识别技术处理高度复杂的数据具有重要价值。它对于探索人类认知潜能、发展残疾人和老年人自我保健自助系统，特别是对于认知障碍的康复等问题具有重要的应用前景，具有极其重要的社会意义。新型脑机接口还可应用于汽车安全驾驶系统、残疾人轮椅控制、高风险警觉性评估、情绪分析等领域。