赛博“遛狗” 脑机接口正走出实验室

更新于：2025-04-04 08:45:47

近年来，作为人类前沿科技的脑机接口技术快速发展，距离实际应用已越来越近。今年3月，国家医保局印发的《神经系统类医疗服务价格项目立项指南（试行）》中，专门为脑机接口新技术单独立项，这实际上已经是在为脑机接口技术成熟后快速进入临床应用做好准备。

混合现实助力脑控机器狗草坪撒欢

研发领域，科学家们也在全力推动脑机接口技术走出实验室。日前，华东理工大学科研团队发布“面向四足控制的混合现实增强脑机接口系统”，把混合现实技术和脑机接口技术结合在一起，使脑机接口系统更加轻便易用和可穿戴，向着走出实验室又迈出一大步。

原地踏步、直行、转弯……这段时间在华东理工大学徐汇校区大草坪上，老师和学生们经常能看到，一只大约40厘米高的机器狗，跟在一名头戴智能眼镜的女生身边走来走去。这位戴着智能眼镜遛机器狗的女生是学校脑机接口及控制团队的研究生刘力菲，她和团队成员正在进行“面向四足控制的混合现实增强脑机接口系统”的测试。

走近测试现场以后记者看到，刘力菲的头上除了智能眼镜之外，还戴着一个脑电帽，也就是脑电信号的采集装置。而在机器狗的身上，也背着由无线传输、解码运算等模块组成的脑机接口指令系统。正是依靠这套系统，刘力菲能够用自己的想法轻松控制机器狗。

华东理工大学信息科学与工程学院研究生刘力菲：它是非常灵敏的，因为我们调整刺激的时间是3秒，它对我意图的分析会比较精准。
刘力菲所说的刺激时间，是指通过视觉刺激在屏幕上的停留时间。通过视觉刺激诱发脑电信号是脑机接口系统中一个关键的环节，传统做法是依赖电脑显示器作为视觉刺激源，人需要通过观看电脑屏幕显示的图形来诱发脑电信号，从而发出脑控指令。但电脑显示器不仅体积大不便携，还易受环境光干扰，大大限制了脑机接口的实际应用范围和性能表现。
针对这一瓶颈，华东理工大学科研团队提出基于虚实融合控制的框架思维，让脑机接口摆脱了电脑屏幕和运算主机、解码器等设备，初步实现了简易、轻便、可穿戴。
华东理工大学数学学院讲师李舒蕊：我们的突破首先在用户端，脑电帽是无线的，设备也比较集成化、微小化。另外在控制端也脱离了很多有线的过程，用户跟控制端进行同步或者是传输过程中的通讯速度也是比较快。我们希望用户能够有更好的体验，能够跟现实生活中的交互体验感更强。

多项突破推动技术融合
脑机接口和混合现实都是被形容为未来科技的新兴技术，虽然这两种技术仍处在不断发展演化的过程中，但它们的融合已经产生了不错的效果。可以看到，混合现实增强脑机接口系统已经使脑机接口的应用摆脱了常规电脑和显示器，走到了室外，而支撑这一创新的背后是一系列的技术突破。
专家介绍，混合现实又称MR，是一种将虚拟世界与现实环境深度整合的技术。戴上MR眼镜，看到的是真实世界和虚拟世界相融合的场景。那么戴上混合现实增强脑机接口系统的MR眼镜会看到什么呢？作为这一系统研发的参与者，同时也是首批体验者的华东理工大学研究生刘力菲，给记者进行了演示。
华东理工大学信息科学与工程学院研究生刘力菲：在我的视角里有刺激界面，当我看到往前的箭头，脑电信号会识别出我的意图，狗就会跟着我一起往前行走。我想要什么就能控制什么，机器狗还可以转向，也可以掉头。
刘力菲的智能眼镜中，不断闪烁的方向箭头，就是用来诱发脑电信号的视觉刺激，和电脑屏幕相比，通过混合现实智能眼镜诱发脑电信号的方式更加简单直接。

然而，通过MR智能眼镜实现脑电控制虽然有诸多的优点，但也意味着，此前脑机接口技术使用普通电脑屏幕所积累的解码算法、噪声滤波等软件模块失去了作用，相关硬件也要重新设计。团队在金晶教授带领下，重新开发和改造了全部软件模块，开发了新的硬件器件，经过两年多努力，最终在今年初突破了技术难关，实现了脑电波与机器狗较为稳定的连接。
华东理工大学教授金晶：在脑电信号的解码方面，怎么样解决运动以及其他的背景噪声造成的影响，提高识别算法的稳定性。另外是怎么解决环境影响的问题，环境光以及其他的一些环境噪声对视觉刺激诱发脑电信号带来的一些影响。还有，在解决MR（混合现实）系统里面诱发刺激的稳定性，这方面技术的要求非常高。最后要解决脑电信号传输以及图像传输带宽的问题。

能力叠加应用前景更广阔
从实验室到实际应用，是每一项新兴技术的必经过程，脑机接口融合混合现实技术，探索出了走出实验室的一条新路径，未来的应用空间也进一步拓展。
目前，在混合现实技术的支持下，混合现实增强脑机接口系统已经能够实现一套系统对两个设备的同时控制，演示测试中，刘力菲先是以脑控的方式控制电动轮椅行进到机器狗的旁边，然后再控制机器狗向前行进。

据介绍，
未来在医疗领域，这套系统可以用于帮助行动不便的患者进行康复训练；
在工业领域，可以用于控制机器人在复杂环境中执行设备检测、故障排查等任务。
在灾害救援方面，救援人员可以通过脑电信号控制四足机器人进入危险区域执行搜救任务。
华东理工大学信息科学与工程学院研究生刘力菲：比如说在火灾现场，比较复杂的地形环境进行相应的勘探以及火灾检测之类，对于人类来说比较繁重以及危险的任务都可以交给它来进行。

此外，科研团队还发现，混合现实增强脑机接口系统的使用者在面对医疗、工业、救灾等不同应用场景时，如果能够有针对性地使用适合这些场景的操作界面，就能够大大提高系统的使用效率。针对这一现象，科研团队计划引入人工智能大模型，由大模型生成相应的操作界面，实现更加精准和有效的脑控操作。
华东理工大学教授金晶：大模型自动生成针对目标的控制系统操作界面，通过这个方式，可以自由地对接所有可控制的电气装备以及相应的外部设备。只要通过语言输出系统，告诉大模型要控制什么东西，或者通过机器视觉来识别这个目标，针对这个目标生成一个控制系统操作界面，使得脑机接口可以面向不同的应用场景。

在3月31日举办的2025中关村论坛年会平行论坛“脑机接口创新发展与应用论坛”上，华东理工大学脑机接口与控制团队的“基于混合现实的脑机接口系统”入选了“2025年度脑机接口十大创新成果”。
（总台记者潘虹旭代钦夫王殿甲杨敦煌）
（央视新闻客户端）