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通过非侵入性脑-机元表面平台实现人脑的直接无线通信
2022年06月14日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

最近,结合有源组件的编码超表面实现了对EM功能的实时和可编程控制,而EM功能过去是静态的,或者在传统的被动对应中非常有限。然而,这些类型的超曲面仍然需要手动操作。为了直接检查和区分人类的意志,提出了脑-机接口(BCI)来建立大脑和设备之间的通信,为可编程超表面提供了一种新的控制视角。通过收集大脑信号,BCI可以解码操作员的意图并向受控对象发送命令,而无需操作员的肌肉活动。

在《聚光灯》(eLight)上发表的一篇新论文中,由中国东南大学毫米波国家重点实验室崔铁军教授领导的一组科学家及其同事开发了一种电磁脑-计算机元表面(EBCM),可以灵活、无创地控制信息合成和无线传输。

该EBCM不仅可以将操作者的大脑信息转换为EEG信号,并进一步转换为各种EM命令,还可以在两个操作者之间进行无线“心灵沟通”。如图1所示,显示器放置在操作员前面,以显示相关命令。通过简单地注视所需的命令,电子制动控制模块可以理解操作员的意图,并实现EM功能,包括视觉波束扫描、波形调制和模式编码。

研究人员设计并实验演示了基于EBCM的无线文本通信,如图2所示。为BCI操作员提供文本GUI,其中可视按钮直接编码为由“0”和“1”组成的特定编码序列在实验中,使用高增益的单波束模式和低增益的随机散射模式来区分超表面反射的振幅,它们分别对应于无线信息传输的代码“1”(高振幅)和“0”(低振幅)。

作为原型的演示,研究人员演示了EBCM通信系统中文本从一个操作员到另一个操作员的无线传输。操作员A作为文本发送者,通过目视查看EBCM GUI上的字符按钮发送信件。当从EEG信号中解码目标字母时,FPGA上会实现基于ASCII的编码序列,以切换时变模式,操纵超表面将信息发送到空间,并由另一个操作员的EBCM接收、解调和呈现。

他们补充道:“由熟练的BCI操作员使用基于P300的BCI,每个字符的平均输入时间约为5秒。通过应用一些快速拼写范例,可以提高文本输入速度。还值得一提的是,基于P300的BCI在各种非侵入性BCI中具有很高的准确性和鲁棒性。”。

“所提出的工作结合了电磁波空间和BCI,可能会进一步开辟一个新方向,探索超表面、人脑智能和人工智能的深度集成,从而构建新一代的生物智能超表面系统。”科学家们预测。

标签:配件与装备市场评论行业资讯
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