脑电波意念操控大鼠机器人

  • 硕士生组 票数:905
  • 姓       名:袁盛、黄丽鹏
  • 导       师:许科帝,潘纲
  • 成果类别:创意研究类
  • 院系(学园):生物医学工程与仪器科学学院、计算机科学与技术学院
团队介绍

        该研究项目由浙江大学求是高等研究院及浙大计算机学院CCNT实验室合作完成。团队指导老师:许科帝,男,浙大求是高等研究院副教授;潘纲,男,浙大计算机科学与技术学院教授。团队主要成员包括袁盛,生物医学工程专业15级硕士生;黄丽鹏,计算机科学与技术专业15级硕士生;俞超楠,浙大求是高等研究院技术员;俞一鹏,浙江大学计算机专业毕业博士。

团队照片

科研心得

科研小故事——信赖,往往创造出美好境界

“你觉得这次挑战中,你感触最深的是什么?”

想起备战期间,团队成员奔赴北京,在那里度过了如梦如幻的半个月,大家互相信任,齐心协作,咬紧牙关,攻破一个又一个的难关。

我不假思索,拾冯老先生之牙慧,回答记者:“信赖,往往创造出美好境界。”

脑电意念控制一个生命体的行为,非简单的模块拼接能够做好,需克服大鼠本身较强的主观意识,需非常实时的指令,当初,所遇最大的瓶颈就是指令的实时性达不到要求。最难的那一周,常于电脑前枯坐多时无果。好在后来从数学中求得灵感,使用梯度特征作为发放判别条件后,更经和袁盛仔细商榷之后,定下方案终使实时性达到了要求。无疑,这奠定了挑战成功的基础。后每念此,觉来不易。因为团队来自不同学科背景,有生仪、有计算机、有技术员。我们的交流超越了学科的屏障,团队若无对彼此十分的信任,何以能够让彼此都有不断砥砺前行的勇气。

信任,能生种种利益,是团队协作成功之母。粗说者,所谓有三。

一者,有益于求是启真。一个问题的有效改进,往往离不开对此问题的深入理解,而这种理解,不同学科背景的人有差异。技术员对于大鼠导航有甚深经验,但可能无法用计算机语言描述;而计算机学科的我,又缺乏大鼠导航的经验。和我们团队的技术员充分的沟通,深入体会意念控制无人机和大鼠指令发放之间的微殊,这是求是;从而能善巧思维,从其他学科那里习得经验,对方法上有改进,这是启真。然而,这些都是建立在团队的信任和默契上。

二者,有益于发挥每个队员的最大潜力。坐在央视挑战位上,面对浩大的沙盘,全程要一心脑控大鼠,离不开整个团队对我的百分百信任。第一次面对这么大的场面,带队的许老师能够全权信赖我。此外,对于后台系统的参数配置,我必须要放心的交给我的队友,全权的信任他们,相信他们一定能够正确地次第启动后台程序。在排练之初,我常辗转于沙盘和主机之间,未悟当时常出问题即是因己未能对队友全然生信。后来上场前,许老师一次对我承诺:“你放心吧,后台这里都交给我们了。”如此方悟,我需全然信任队员,方能做好自己。

三者,有益于壮我队伍之士气。依然记得节目彩排之夜,因本人的一个失策,模型文件未能加载成功,导致了挑战失败。当天夜里,沮丧的情绪笼罩了整个团队。在回酒店的路上,许老师非但未责怪,反而鼓励我:“阿鹏,别灰心,这只是个小小的问题,明天你肯定能够解决。”随即,投来信任的目光。第二天,我找到了节目组的那台主机,不出1个小时,顺利把模型加载问题解决。来自团队的鼓励和信任,都成为了我不断前行的动力。

信赖,往往创造出美好境界,在浙里,在团队中,我们共同见证了这话不虚。


成果简介

意念操控大白鼠,这不是科幻片!


        本研究将脑机接口技术与大鼠机器人技术结合,实现了人与大鼠之间脑到脑的无线通信。该系统利用脑电设备采集人的脑电信号并实时解码人的意图,解码结果将转换成控制信号触发相应的指令,进而通过微电刺激的方式控制大鼠的前进及转向。本研究对上述过程中控制信号的转换问题进行了重点探究,提出了一套有效的策略方法。团队在CCTV挑战不可能栏目上成功挑战人脑意念控制大鼠走迷宫,引起社会广泛关注。相关视频在新浪微博上达到76万次播放量,海外YouTube上视频播放量破20万。本研究的相关技术能够帮助 “渐冻人”以及中风瘫痪病人,通过解码他们大脑的意图来控制肢体或轮椅等辅助康复设备,从而恢复其正常的生活。

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大鼠机器人