“有史以来第一个成功的精神控制机器人手臂没有脑植入物”

来自卡内基梅隆大学的一组研究人员与明尼苏达大学合作，在无创机器人设备控制行业取得了突破。 研究人员开发了第一个成功的精神控制机械臂，利用非侵入式智能机接口( bci )，具有连续跟踪和跟踪计算机光标的能力。

只能用思想无创地控制机器人装置有着广泛的应用，特别是对瘫痪患者和运动障碍患者的生活有帮助。

说明了bci只使用从大脑植入物感知到的信号来控制机器人设备的良好性能。 机器人装置能够高精度控制时，可以用于完成各种日常任务。 但是，迄今为止成功控制机械臂的bci采用了侵入性脑植入物。 这些植入物的正确安装和操作需要大量的医学和外科专业信息，其对象的价格和潜在风险是不言而喻的。 因此，它们的采用仅限于少数临床病例。

bci研究的一大挑战是开发侵入性小或完全无创的技术，使瘫痪患者能够利用自己的思想控制自己的环境和机器人肢体。 如果这种非侵入性bci技术成功，可能会给很多患者带来这样紧迫的技术，也可能会给普通民众带来。

但是，采用非侵入性外部传感而不是脑植入物的bci接收到更脏的信号，当前的分辨率低，无法进行正确的控制。 因此，在只使用大脑控制机械臂时，非侵入性bci不能采用植入式的装置。 尽管如此，bci的研究者们已经取得了进展，他们关注着能够每天帮助全世界患者的少量或非侵入性技术。

卡内基梅隆大学( carnegie mellon university )生物医学工程受托人教授和部门负责人何斌( bin he )实现了这一目标，是此次发现的重要发现。

采用脑植入的精神控制机器人设备已经取得了重大进展。 这是一门了不起的科学，他说。 但非侵入性是最终目的。 神经破译的进步和无创机械臂控制的实用性将极大地影响无创神经机器人的最终快速发展。

利用新的传感和机器学习技术，他和他的实验室可以访问大脑深处的信号，实现机械臂的高分辨率控制。 通过无创神经图像和新的连续跟踪模式，他克服了嘈杂的脑电信号，明显改善了基于脑电图的神经解码，促进了实时连续的二维机器人设备的控制。

控制使用无创bci在计算机屏幕上跟踪光标的机械臂。 这是机器人手臂首次向人类受试者表明目前可以持续跟踪光标。 机械臂想要赶上大脑的命令，但是人类在无创控制机械臂之前，就像机械臂要赶上大脑的命令一样，一直跟着移动的光标。 现在，手臂跟随光标平滑，成为连续的路径。

在science robotics发表的论文中，该团队通过提高顾客的参与和训练、从脑电波源成像的非侵入性神经数据的空之间的分辨率，来处理和改善bci的大脑和计算机组件的新 。

这篇论文的无创神经图像增强机器人设备控制的连续神经跟踪表明，该团队处理这个问题的独特方法，不仅增强了近60%的以前传达中心任务的bci学习，还增强了500%以上的对计算机的连续跟踪光标

该技术还具有帮助各种各样的人的应用程序，通过提供安全、无创的精神控制设备，使人们能够与环境进行对话和控制。 迄今为止，该技术在68名健全的人类受试者中进行了测试(各受试者最多10门课程) 这包括对虚拟仪器的控制和对机械臂的控制，进行了持续的跟踪。 该技术直接适用于患者，该小组计划在不久的将来进行临床试验。

虽然采用无创信号存在技术难题，但我们完全致力于向受益者提供这种安全、经济的技术。 这项事业代表了无创智能机接口的重要一步，这项技术有一天有可能成为帮助所有人，如高端智能手机等的普遍辅助技术。

该事业部分得到国家补充和综合健康中心、国家神经病与中风研究所、国家生物医学影像与生物工程研究所以及国家精神卫生研究所的支持。