幾年前，在電影《阿凡達》中，用腦電波控制軀體的技術(shù)讓人震撼不已。如今，科研人員正努力將這項技術(shù)變成現(xiàn)實。在老齡化加劇的今天，如果有一輛輪椅，不用動手便可帶你去任何地方；如果有一個餐桌，主動為你送上美食，那將是何等輕松自在的生活。

目前，北京信息科技大學(xué)團隊研發(fā)的多信息源(腦控+眼控)智能輪椅機器人、腦控餐桌機器人已經(jīng)具備類似的功能。在近期舉行的華北五省市區(qū)高校機器人大賽上，其中的腦控輪椅機器人項目一舉獲得機器人創(chuàng)意設(shè)計賽一等獎。

目前這個腦控輪椅機器人通過對人腦電信號的分析可以獲取人的運動意愿，并利用眼球輔助檢測，從而控制輪椅

北京信息科技大學(xué)自動化學(xué)院副教授吳迎年是腦控輪椅機器人研發(fā)團隊的指導(dǎo)教師，他介紹，這項研發(fā)最早可追溯到2014年，那時他們希望為中風(fēng)病人設(shè)計一款能提高生活質(zhì)量的輪椅輔具設(shè)備，讓病人無需他人幫助，便可自由行動。

目前，通過檢測腦電波信號來感知人的意念，從而支配驅(qū)動機械設(shè)備，這在技術(shù)原理上已經(jīng)可行，但是，在國內(nèi)外，還沒有成熟的產(chǎn)品投入使用。這項技術(shù)的關(guān)鍵是要設(shè)計出可靠且高效運行的算法程序和控制系統(tǒng)，來完成腦電波信息與實體設(shè)備的匹配，從而使其準確執(zhí)行大腦的命令。

大腦意識和神經(jīng)沖動的基礎(chǔ)都是電信號，經(jīng)過兩年研發(fā)，目前這個腦控輪椅機器人通過對人腦電信號的分析可以獲取人的運動意愿，并利用眼球輔助檢測，從而控制輪椅。這個腦控輪椅機器人采用全電力驅(qū)動，由腦電信號采集器、眼動儀、物聯(lián)網(wǎng)多信息源融合控制系統(tǒng)、輪椅、平板電腦等部件組成。

當然，剛剛戴上頭盔的用戶還不能操控這個腦控輪椅機器人，首先你要讓系統(tǒng)“學(xué)習(xí)”大腦發(fā)出前進、后退、向左、向右等意念所對應(yīng)的不同腦電波信號

吳迎年介紹，腦控輪椅機器人采用的是多信息源融合控制系統(tǒng)，它安裝有腦電波傳感器和眼動儀，即“腦控+眼控”形式進行控制，“我們曾經(jīng)利用腦電波控制輪椅運行，但是效果并不好，指令執(zhí)行的成功率僅有60%至70%，后來我們加入了眼動儀測試輔助信號傳輸，目前指令執(zhí)行準確率已經(jīng)達到90%?！笔褂谜咴谑褂脮r頭部戴上一個“頭盔”，“頭盔”上的16個“觸角”扣住了頭部的各個部位，采集人腦電波中的電信號指令，人坐在輪椅上，眼睛注視著前方屏幕即可。

當然，剛剛戴上頭盔的用戶還不能操控這個腦控輪椅機器人，首先你要讓系統(tǒng)“學(xué)習(xí)”大腦發(fā)出前進、后退、向左、向右等意念所對應(yīng)的不同腦電波信號。吳迎年說，用戶無需真正做出這樣的動作，只需想象它們即可，系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程大約需要10分鐘。當傳感器完成學(xué)習(xí)后，用戶再次發(fā)出信號，傳感器就會根據(jù)這些信號代表的含義向輪椅的控制裝置發(fā)出指令。與此同時，用戶前方的平板電腦上有一個系統(tǒng)運行界面，界面上有一只小球，用戶要左轉(zhuǎn)時，頭腦中就想著左轉(zhuǎn)的動作，眼球再微微向左移動，腦電波傳感器和眼動儀檢測到相應(yīng)信號并進行信息融合處理，此刻電腦界面上的小球也會跟隨用戶的眼球移動方向移動，而輪椅則收到指令立即左轉(zhuǎn)?！半S著用戶日常使用中意念對于腦電波的反復(fù)強化，輪椅會變得越來越聰明，操控更靈敏。”吳迎年說。

“系統(tǒng)設(shè)定出腦控輪椅機器人的運行速度，在運行時，為了保證用戶安全，發(fā)出一次指令，機器人運行一至兩米，之后再給指令，才會繼續(xù)運動?！眳怯瓯硎荆壳斑@套設(shè)備所有子系統(tǒng)全部采用無線信號傳輸，設(shè)備有很強的用戶友好性，系統(tǒng)使用快速便捷。

未來腦控輪椅機器人除了可以作為殘障人士和老年人的代步工具外，還可以隨時監(jiān)測用戶的行進路徑、當前位置以及心跳、脈搏、血壓等生理指標，并將所得數(shù)據(jù)遠程上傳到云客戶端，以便醫(yī)生和家人隨時了解用戶的情況

研發(fā)兩年來，先后有數(shù)十位本科生和研究生參與到這個項目中來，目前已經(jīng)是第三代產(chǎn)品了，最早的腦電波控制智能輪椅并不是現(xiàn)在這個樣子，那時輪椅上加載的智能設(shè)備是由一根根線纜直接連接，不僅使輪椅的整體美觀程度大打折扣，而且各部件之間過多的線纜也導(dǎo)致整個系統(tǒng)的可靠性下降，例如，輪椅在運行過程中發(fā)生顛簸，或者用戶不小心碰到線纜，都會使線纜發(fā)生松動，線纜一松動，輪椅就無法執(zhí)行腦電波的意圖命令。

目前，這個腦控輪椅機器人使用的無線模塊化控制系統(tǒng)，其優(yōu)勢不僅在于大大提高了系統(tǒng)本身的可靠性，而且還可以隨意添加模塊，提高了系統(tǒng)的可擴展性。吳迎年說，他們還添加了防撞系統(tǒng)和健康測試系統(tǒng)，未來腦控輪椅機器人除了可以作為殘障人士和老年人的代步工具外，還可以隨時監(jiān)測用戶的行進路徑、當前位置以及心跳、脈搏、血壓等生理指標，并將所得數(shù)據(jù)遠程上傳到云客戶端，以便醫(yī)生和家人隨時了解用戶的情況。

研發(fā)團隊的另一項發(fā)明腦控智能餐桌也使用了和腦控輪椅機器人相似的技術(shù)，它由三部可以自由運行的全向輪、有機玻璃的桌面板和圓形平臺組成，可以在用戶的腦電波控制下自主移動，“目前，腦控智能餐桌并沒有加入眼動儀輔助信號傳輸裝置，未來，我們想在其中加入手勢控制系統(tǒng)，根據(jù)人的手勢便可使其移動到指定位置，另外，還可以添加互聯(lián)網(wǎng)點餐功能，方便用戶使用。”他說。