靠大脑想象可操控残疾人轮椅
解放牛网 2009年08月25日
不用动手脚，也无须借助任何外力，只要在脑海中进行运动想象，即可让轮椅朝各个方向行驶。日前，记者从东方科技论坛获悉，上海交大教授张丽清主持的市科委重点项目取得成果，科研人员已开发出了“基于脑机交互的轮椅控制系统”。由于只靠大脑发出的脑电信号来操控，这种轮椅适合给高位截瘫、中风、肌肉萎缩、手脚残疾等人士使用。张丽清表示，预计到今年年底，“脑机交互轮椅”的原型机能制造出来，为今后投放市场打下基础。
据介绍，20世纪60年代以来，科学家对认知心理学和神经科学，特别是对人脑在各种状态下产生的特定脑电信号进行了大量研究，发展出了“脑-机接口”技术。所谓脑-机接口，就是利用大脑在做神经活动时发出的脑电信号，实现人脑与计算机或其他电子设备的直接通讯和控制。原来，人脑思维想象时会产生很多微弱的脑电信号，当人脑在做不同的运动想象时，在大脑的不同区域会产生各种模式的脑电信号，因此通过“解读”这些信号，就可以对人的运动想象类别进行判断。
专家强调说，“脑机交互”与传统的“人机交互”技术并不相同。大脑通过神经控制身体的外围肌肉，通过识别手指、嘴唇肌肉的运动来“解读”大脑思维，这就是人机交互原理。而脑机交互则是检测脑电信号及其变化，在没有肌肉和外围神经参与的情况下，实现人的“意念”对外部环境的直接控制。
张丽清教授主持开发的轮椅实现的就是这种“意念控制”。作为市科委重点项目，这项研究于去年启动，目前轮椅的核心——“基于脑机交互的轮椅控制系统”已研发成功。使用者坐在轮椅上，戴上一顶采集脑电信号的“帽子”后，即可展开运动想象：当你想象自己的左手在运动时，轮椅向左行驶；想象右手运动，则轮椅向右运动；想象双脚运动，轮椅即朝前方行驶。在做想象时，计算机会检测到“帽子”采集的大脑信息处理信号，通过分析来给轮椅下指令。
控制系统下指令后，还需要有一套设备来无误差地执行任务。张教授说，目前“脑机交互轮椅”的原型机还在设备组装阶段，预计今年年底能完成。届时，他们将全面测试轮椅的性能，为投入实际应用做准备。
专家指出，这项研究对理解大脑认知过程、智能信息处理具有重要的理论意义，并能给残疾人、老年人的自理自助带来福音。除此以外，脑机交互技术还将应用于残疾人康复治疗、汽车疲劳驾驶预警、高危险性工作警觉度评估、情绪分析等领域。
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