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      天津大學(xué)與清華大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)

      開發(fā)世界首個“雙環(huán)路”腦機(jī)接口系統(tǒng)

      發(fā)布時間:2025-02-24 作者:通訊員 焦德芳 記者 陳欣然 來源:中國教育報

        本報訊(通訊員 焦德芳 記者 陳欣然)新學(xué)期伊始,天津大學(xué)腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院聯(lián)手,成功開發(fā)了一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的新型無創(chuàng)演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng)。這項(xiàng)研究首次揭示了腦電發(fā)展與解碼器演化在腦機(jī)交互過程中的協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng),成功實(shí)現(xiàn)了人腦對無人機(jī)的高效四自由度操控。相關(guān)成果已在線發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·電子》。

        腦機(jī)接口能實(shí)現(xiàn)大腦與機(jī)器直接信息交流,促進(jìn)生物智能與機(jī)器智能融合,被公認(rèn)為是新一代人機(jī)交互和人機(jī)混合智能的核心技術(shù)。如何通過腦機(jī)之間的信息交互實(shí)現(xiàn)“互學(xué)習(xí)”,進(jìn)而促進(jìn)腦機(jī)智能的協(xié)同演進(jìn),是突破腦機(jī)性能瓶頸的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

        天津大學(xué)與清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次提出了“雙環(huán)路腦機(jī)協(xié)同演進(jìn)框架”,并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件構(gòu)建了全新的腦機(jī)接口系統(tǒng)。在雙環(huán)路框架下,“機(jī)學(xué)習(xí)”環(huán)路中的憶阻器解碼器通過適應(yīng)腦電信號波動完成解碼參數(shù)更新,“腦學(xué)習(xí)”環(huán)路中的任務(wù)相關(guān)腦電特征在“決策—反饋”循環(huán)的引導(dǎo)下不斷正向演化。相關(guān)算法基于128kb規(guī)模的憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件實(shí)現(xiàn)了硬件化部署,將腦電信號的多步計算過程優(yōu)化為單步計算。相比于傳統(tǒng)純數(shù)字硬件方案,憶阻器新方案的歸一化解碼速度提高了2個數(shù)量級(百倍)以上,能耗降低了3個數(shù)量級(千分之一)以下。

      《中國教育報》2025年02月24日 第02版

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