腦電飆車、情緒測謊、疲勞報警,戴上“意念帽”打響腦波爭霸賽

來源: 更新:

雙眼緊盯屏幕,用意念指揮機械臂平穩伸出,精準抓起一塊紅色積木放入指定區域,全程無需手柄操控,也沒有語音指令,整個過程都在悄無聲息的人機協同中完成。這不是科幻電影,而是前昨兩天在滬舉行的2025腦機接口大會競技賽現場。

腦控機械臂賽道現場,參賽隊員通過腦機接口設備控制機械臂移動,夾起積木並放入制定點位。(袁婧/攝)

作爲國內首屆大規模多賽道腦機接口競技賽,這場“無需動手”的比賽吸引了全國63支隊伍報名,40支晉級決賽,參賽者平均年齡僅25歲。在腦控小車、腦控機械臂、情緒識別、疲勞監測四大賽道上,選手們頭戴佈滿電極的腦電帽,僅憑注視與思維活動,就能驅動小車飛馳、操控機械臂抓取積木;而內心的情緒起伏與身體的疲憊狀態也可被系統實時捕捉,在屏幕上化作波動曲線——整場比賽猶如一場激烈“暗戰”。

一眼令下,機器隨“念”而動

賽場中央,一輛小車正靈巧繞過彎道,在操控者眼中,它們只是屏幕上高頻閃爍的方塊。這些方塊以不同頻率明滅,觸發大腦同步產生腦電信號;系統識別後,將這些信號轉化爲“前進”“左轉”等指令,驅動小車自動駕駛完成賽道任務。

腦控賽車賽道現場,參賽隊員通過腦機接口設備控制小車在規定範圍內移動行駛。(袁婧/攝)

“最快隊伍一分鐘跑完全程,慢的要四五分鐘。”賽事評委說,差距不在硬件,而在算法設計,“有的團隊只設4個指令,只能做些簡單操作但比較穩定;有的則挑戰20個指令,精度更高但容錯率低”。

賽場另一側,西北工業大學人工智能學院團隊正在進行腦控機械臂項目決賽:4個彩色積木在腦電信號的控制下,依次被抓起、移動,並準確落入垃圾桶。“這就像一套腦電摩斯密碼。”隊員解釋道,“你看哪個閃爍頻率的方塊,大腦就發出對應‘密碼’,系統將它破譯成機械臂的動作。”他指了指頭上的設備說,最大挑戰是非侵入式腦機接口信號太微弱,隔着厚厚的顱骨採集信號,就像隔着牆偷聽悄悄話。

比賽中一個小插曲,印證了腦電設備對環境的敏感。第二輪比賽時,選手前三次操作流暢,第四次卻頻頻出錯。“正好一批觀衆圍過來,操控的同學走了神,信號就亂了。”隊員坦言,想要贏得比賽,算法精度、設備穩定性、操控者專注度,缺一不可。

情緒難以表達,大腦不會說謊

情緒識別賽道上,一位被試者正靜靜觀看視頻,面無表情。但電腦屏幕上,一條曲線已悄然下探——系統判定他處於“低落”狀態。

“嘴上說‘我沒事’,大腦會‘說實話’。”上海交通大學仿腦計算與機器智能研究中心博士生劉軒豪介紹,他們開發的腦機系統好比一臺“情緒測謊儀”,融合腦電、眼動、麥克風等多模態數據,幾秒內就能輸出“開心”或“難過”的數值,並生成腦電波形圖。

傳統抑鬱症診斷依賴量表或訪談,但患者常常難以準確表達複雜情緒,腦電信號提供了一個更誠實的窗口。目前,團隊已與市精神衛生中心合作,採集數百人次抑鬱相關腦電數據,爲抑鬱症客觀診斷與早期干預探索新路徑。

情緒識別賽道現場,通過腦機接口設備監測,被試者的實時情緒數值顯示在屏幕上。(金奕伶/攝)

如果說情緒識別腦機接口讓無聲情感有了度量尺,現場另一支團隊已從監測情緒走向了調控情緒的閉環,而技術開發初衷是爲了應對一個生理窘境。

“考前緊張,孩子頻繁想上廁所,這不是調皮,而是焦慮誘發的膀胱過度活動症。”復旦大學附屬華山醫院賈傑教授課題組醫生薛川說,團隊與錦奇智慧醫療聯合開發的系統,能在識別焦慮後通過外周設備與意念誘發,調節膀胱張力,緩解尿急。

眼下,這項針對青少年情緒調控的技術正在造福更多脊髓損傷患者。薛川介紹,99%的脊髓損傷患者存在泌尿功能障礙,意識清醒卻無法控制排尿,長期依賴導尿管,嚴重影響生存質量和尊嚴。團隊最新臨牀試驗顯示,至少一半患者在4-5次治療後可拔除尿管實現自主排尿;10次治療後,多數人能憋尿1-2分鐘,足夠患者作出反應,提升生活品質。未來,該技術還計劃拓展至阿爾茨海默症、帕金森等神經退行性疾病的治療。

戴上頭環,在人即將犯錯前預警

“很多人熬了一整夜,自我感覺‘還行’,但腦電已顯示重度疲勞。”疲勞監測賽道評委告訴記者,有時主觀感受帶有“濾鏡”,而腦電波的變化能客觀反映精神負荷與警覺度下降。

疲勞監測賽道現場,腦機接口設備實時監測被試者的疲勞程度。(金奕伶/攝)

比賽現場,電子科技大學腦力續航隊帶來一款智能頭環,無實體按鍵,佩戴自動開機,使用便利。“這個頭環可在人即將‘犯錯’前發出預警。”帶隊老師謝佳欣舉例說,長途司機眼皮開始打架的瞬間,頭環能通過震動喚醒司機的注意力。

謝佳欣注意到其他參賽隊伍的監測技術,除了頭環,還有貼片式、嵌入安全帽的傳感器等。“從信號層面講,頭環和貼片沒有本質差異,關鍵在應用場景。”在他看來,貼片接觸更穩,但是一次性耗材;頭環即戴即用,更適合移動場景。

“沒有一把萬能鑰匙。”謝佳欣說,實際應用中很難找到普世通用的完美方案,一切都要與應用場景掛鉤,讓技術出現在那個最需要它的地方。

相關推薦
請使用下列任何一種瀏覽器瀏覽以達至最佳的用戶體驗:Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge 或 Safari。為避免使用網頁時發生問題,請確保你的網頁瀏覽器已更新至最新版本。
Scroll to Top