发布日期：2025-03-04 22:26 点击次数：112
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开端：机器东说念主大讲堂
也曾在科幻电影里才能看到的场景，当今正在变成现实。宅心念戒指无东说念主机遨游，况且能握续6个小时！
日前，天津大学脑机海河实验室联手清华大学集成电路学院在海外巨擘期刊《当然·电子》上发表了轰动后果。这项突破性有计划不仅让脑机接口的解码速率进步了216倍，能耗更是降到了原本的1/1643。
最要害的是，他们创举了"双环路脑机协同演进框架"，冲破了传统脑机接口只可看护1小时驾驭的为止，完毕了6小时的握续稳固操控。不仅莫得性能衰减，解码准确率反而进步了20%。
▍颠覆传统领会的突破：双环路让脑机的确"互学习"
这个系统最中枢的改进在于对脑电信号的全新顽强。有计划团队发现，传统不雅点以为的脑电信号非稳固特点，并不单是来自配景噪声，更与闭环脑机交互中的任务学习密切相干。
基于这一发现，他们建议了"双环路脑机协同演进框架"。这个框架就像一个双向反馈的轮回系统：
图. 协同演进脑机接口框架
在机器这端，忆阻器解码器束缚符合和学习脑电信号的变化。在东说念主脑那端，通过握续的"决策-反馈"经过，大脑也在束缚优化输出的脑电特征。两者互相促进，酿成了的确的协同进化。
天津大学脑机海河实验室团队许敏鹏解说用一个天果真譬如解释这种遥远捎带的影响："就像学习骑自行车，从动身点的昆季无措到自后的磨叽独霸，大脑的神经收集势必阅历了重构。这种改动不是负面的，而是大脑在学习新妙技经过中的自我优化。"
▍硬核本事领会：忆阻器让脑机接口性能暴增
在硬件完毕上，有计划团队开发了一款范围为128Kb的忆阻器神经花式器件。这个芯片最是非的地方在于完毕了"单步解码政策"。
稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑电信号解码需要三个门径：
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任务相干重量特征索求
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而团队的忆阻器有盘算把这三步兼并成了一步，径直让计较复杂度镌汰了6.5倍。同期，这种假想还减少了忆阻器非理思特点对计较精度的影响。
▍实战熟谙：四解放度无东说念主机及时脑控
为什么选拔无东说念主机手脚考证？许敏鹏解说解释说，这是咫尺脑机接口戒指任务中难度最大的挑战。无东说念主机不仅需要高精度的及时反应，解放度也相配高。
有计划团队开发的系统完毕了四解放度的集结操控，远超传统有盘算不竭只可达到的两个解放度。在现实遨游测试中，系统达到了85.17%的解码准确率，这个数据与传统软件计较的收尾绝顶。
12个与遨游号令相干的视觉刺激别离对应无东说念主机的腾飞、降落、悬停、保握、顺时针旋转、逆时针旋转以及六个所在的直线畅通。
但要害的相反在于效力。计较评估裸露，忆阻器芯片在解码时：
能耗比传统有盘算镌汰了1000倍
解码速率进步了整整100倍
这种性能进步的背后，是团队开发的"交互式更新框架"在证据作用。系统诈欺谬误相干电位(ErrP)手脚大脑对忆阻器解码收尾的反馈信号，在实验经过中动态累计新样本来更新忆阻器解码器。
图.要害本事改进：（a）单步解码政策（b）交互式更新框架
▍万古程实验揭示脑机协同进化经过
在为期6小时的东说念主机交互实验中，有计划东说念主员不雅察到了一个极其真义的风光：大脑息争码器的孝敬比例是动态变化的。
具体来说，这个经过分为几个阶段：
初期主要依靠解码器的自符合更新来进步性能
跟着时分推移，大脑的孝敬度渐渐加多
最终达到两者的动态均衡情状
这齐全展示了脑机协同演进的经过，讲明了系统不仅能保握稳固性能，还能完毕性能进步。在沿途十名测试者中，使用这种协同演进框架的脑机接口比传统接口的解码准确率举座提高了约20%。
这项突破的道理道理远不啻于此。忆阻器的基本道理是模拟大脑神经元的放电经过，这让它在措置脑电信号时具有自然上风。有计划团队通过忆阻器的高能效存算一体特点和电导原位更新才调，见效完毕了生物大脑与神经花式类脑芯片的初次精湛交互与协同演进。
图.大脑-忆阻器解码器协同演进实验：（a）脑电解码准确率（b）脑电任务相干特征的信噪比和（c）忆阻器解码器的演变经过
这项有计划是一项跨校互助。天津大学脑机海河实验室团队完成协同演进脑机接口软件系统假想与范式算法完毕，清华大学集成电路学院团队完成协同演进忆阻器神经花式器件硬件假想及忆阻器算法假想部署。
▍脑机交互新时间：从实验室走向现实应用
这项突破性后果的紧要道理道理不仅在于本事本人，更在于它为脑机接口的实用化铺平了说念路。许敏鹏解说展望，在改日5-10年内，这项本事将在多个边界展现出巨大后劲。
天津大学许敏鹏解说（中）
在医疗健康边界，脑机接口系统有望在医疗边界鼓吹视健康会诊、偏瘫康复、东说念主工耳蜗调试等应用落地，并在消耗电子边界催贸易念操控、脑健康监测等新场景。
而在消耗电子边界，这项本事更可能催生全新的应用场景。思象一下，当脑机接口变得富裕便携和稳固，咱们可能果真能像科幻电影中那样，宅心念来戒指各式智能开辟，完毕脑健康及时监测等改进应用。
最令东说念主期待的是这项本事的可膨胀性。有计划团队仍是在谋划将这项本事执行到更多便携式和可衣着开辟中。基于忆阻器的神经花式解码有盘算不仅适用于各种脑机接口系统，还不错延迟到神经调控、造谣现实等更广宽的应用边界。
这项有计划赢得了多方支援，包括科技部科技改进-2030"脑科学与类脑有计划"要紧技俩、香港有计划资助局主题有计划看法等机构的支援。这也裸表示各方对脑机接口本事发展的高度深爱。
这一突破为脑机和会智能开辟新所在，通过东说念主脑与AI的深度趋附，让1+1纷乱于2。从实验室到现实应用，改日的东说念主机交互将更当然、更高效，这项本事正在再行界说东说念主与机器的关系。
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