更高精度、更低能耗、能处理更复杂任务的脑机接口系统出现了！2月17日，天津大学脑机海河实验室和清华大学集成电路学院联合发布说，成功开发了一款基于忆阻器神经形态器件的新型无创演进脑机接口系统。
这项研究首次揭示了脑电发展与解码器演化在脑机交互过程中的协同增强效应，成功实现了人脑对无人机的高效四自由度操控。相关成果已在线发表于国际权威期刊《自然·电子》。
脑机接口能实现大脑与机器直接信息交流，促进生物智能与机器智能融合，被公认为是新一代人机交互和人机混合智能的核心技术。如何通过脑机之间的信息交互实现“互学习”，进而促进脑机智能的协同演进，是突破脑机性能瓶颈的重点和难点。但目前脑机交互过程中大脑与机器的动态耦合机制尚未厘清，导致脑机之间的长时程互适应能力较弱，工作性能随时间下降严重。
天津大学与清华大学研究团队发现，脑电信号中的非平稳特性不仅来源于传统观点认为的背景脑电变异，而且与闭环脑机交互引导下的任务脑电演变密切相关。
基于这一发现，团队首次提出了“双环路脑机协同演进框架”，并通过忆阻器神经形态器件构建了全新的脑机接口系统。在双环路框架下，“机学习”环路中的忆阻器解码器通过适应脑电信号波动完成解码参数更新，“脑学习”环路中的任务相关脑电特征在“决策-反馈”循环的引导下不断正向演化。
相关算法基于128kb规模的忆阻器神经形态器件实现了硬件化部署，将脑电信号的多步计算过程优化为单步计算。相比于传统纯数字硬件方案，忆阻器新方案的归一化解码速度提高了2个数量级（百倍）以上，能耗降低了3个数量级（千分之一）以下，高效支撑了四自由度脑控无人机任务目标的成功实现。
在连续6小时的长时程脑机交互实验中，大脑和解码器的贡献比例呈现动态变化，呈现出脑机协同演进的过程：初期以解码器自适应更新为主，随着时间推移，大脑贡献逐步增加，最终脑机接口性能不仅没有下降，其准确率还提升了约20%。
“这项研究首次提出了脑机协同演进的概念，并基于忆阻器神经形态器件完成了技术验证，通过长时程大脑与忆阻器神经形态器件之间的信息交互初步实现了生物智能与机器智能的互适应、互学习，为研发未来实用型脑机接口系统提供了重要的理论基础与技术支撑，也为脑机融合智能的发展开辟了新的方向。”国家高层次人才计划入选者、天津大学脑机海河实验室许敏鹏教授表示。“我们这款系统未来计划拓展到更多便携式或可穿戴脑机接口设备中，服务于消费级、医疗级等各类智能人机交互实用场景。”
据了解，该研究由天津大学与清华大学团队合作开展：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设计与范式算法实现，清华大学集成电路学院团队完成协同演进忆阻器神经形态器件硬件设计及忆阻器算法设计部署。
清华大学博士毕业生（现为香港大学研究助理教授）刘正午、天津大学博士研究生梅杰为共同第一作者，天津大学许敏鹏教授、明东教授与清华大学唐建石副教授、吴华强教授为共同通讯作者。
更高精度、更低能耗、能处理更复杂任务的脑机接口系统出现了！2月17日，天津大学脑机海河实验室和清华大学集成电路学院联合发布说，成功开发了一款基于忆阻器神经形态器件的新型无创演进脑机接口系统。
这项研究首次揭示了脑电发展与解码器演化在脑机交互过程中的协同增强效应，成功实现了人脑对无人机的高效四自由度操控。相关成果已在线发表于国际权威期刊《自然·电子》。
脑机接口能实现大脑与机器直接信息交流，促进生物智能与机器智能融合，被公认为是新一代人机交互和人机混合智能的核心技术。如何通过脑机之间的信息交互实现“互学习”，进而促进脑机智能的协同演进，是突破脑机性能瓶颈的重点和难点。但目前脑机交互过程中大脑与机器的动态耦合机制尚未厘清，导致脑机之间的长时程互适应能力较弱，工作性能随时间下降严重。
天津大学与清华大学研究团队发现，脑电信号中的非平稳特性不仅来源于传统观点认为的背景脑电变异，而且与闭环脑机交互引导下的任务脑电演变密切相关。
基于这一发现，团队首次提出了“双环路脑机协同演进框架”，并通过忆阻器神经形态器件构建了全新的脑机接口系统。在双环路框架下，“机学习”环路中的忆阻器解码器通过适应脑电信号波动完成解码参数更新，“脑学习”环路中的任务相关脑电特征在“决策-反馈”循环的引导下不断正向演化。
相关算法基于128kb规模的忆阻器神经形态器件实现了硬件化部署，将脑电信号的多步计算过程优化为单步计算。相比于传统纯数字硬件方案，忆阻器新方案的归一化解码速度提高了2个数量级（百倍）以上，能耗降低了3个数量级（千分之一）以下，高效支撑了四自由度脑控无人机任务目标的成功实现。
在连续6小时的长时程脑机交互实验中，大脑和解码器的贡献比例呈现动态变化，呈现出脑机协同演进的过程：初期以解码器自适应更新为主，随着时间推移，大脑贡献逐步增加，最终脑机接口性能不仅没有下降，其准确率还提升了约20%。
“这项研究首次提出了脑机协同演进的概念，并基于忆阻器神经形态器件完成了技术验证，通过长时程大脑与忆阻器神经形态器件之间的信息交互初步实现了生物智能与机器智能的互适应、互学习，为研发未来实用型脑机接口系统提供了重要的理论基础与技术支撑，也为脑机融合智能的发展开辟了新的方向。”国家高层次人才计划入选者、天津大学脑机海河实验室许敏鹏教授表示。“我们这款系统未来计划拓展到更多便携式或可穿戴脑机接口设备中，服务于消费级、医疗级等各类智能人机交互实用场景。”
据了解，该研究由天津大学与清华大学团队合作开展：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设计与范式算法实现，清华大学集成电路学院团队完成协同演进忆阻器神经形态器件硬件设计及忆阻器算法设计部署。
清华大学博士毕业生（现为香港大学研究助理教授）刘正午、天津大学博士研究生梅杰为共同第一作者，天津大学许敏鹏教授、明东教授与清华大学唐建石副教授、吴华强教授为共同通讯作者。
英国《自然》周刊网站3月12日刊登题为《OpenAI的文生视频工具Sora会如何改变科学——以及社会》的文章，作者为乔纳森·奥卡拉汉，内容编译如下：美国开放人工智能研究中心(OpenAI 3月22日黎明，太阳系中最明亮的行星金星与太阳系中拥有最多卫星的行星土星将在东南方低空近距离相伴，上演“结伴游”。北京星空摄影爱好者王俊峰2023年1月23日在北京西城区拍摄的金星（左上）、土星 “截至2023年底，与2018年同期相比，京津冀治理区浅层地下水位平均回升2.59米，深层承压水水位平均回升7.06米。”3月22日世界水日到来之际，水利部水资源管理司副司长张鸿星21日接受科技日报记者采 3月21日是第二十五个“世界睡眠日”，中国睡眠研究会联合慕思集团在北京正式发布《2024情绪与健康睡眠白皮书》（以下简称《白皮书》）。《白皮书》指出，智能床垫运用算法将内在情绪与睡眠质量相关 一个国际团队近日在英国《自然》杂志上发表论文说，他们利用湖水样本培养出一种奇特的光合细菌，它属于绿弯菌门一种此前未知的目，代表了光合作用生物进化过程中的过渡形式。新发现为进一步探索远 21世纪经济报道记者 石恩泽 深圳报道操作系统似乎对地理入迷。鸿蒙和深圳，就像Windows和西雅图，也似Linux和赫尔辛基。这是地理与技术的紧密交融。深圳，可以说是鸿蒙的诞生之地，在全球科 。本文链接：意念可高效操控无人机了！天大与清华联合发布最新成果http://www.sushuapos.com/show-2-10790-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： “打一针”让报废锂电池“活过来” 复旦团队最新研究登上《自然》
下一篇： AI时代 仍需一锤一凿的“笨功夫”