在電影《阿凡達》中，科學家利用人類的DNA和潘多拉星球的“納威人”DNA相融合，人工培訓出了阿凡達，再利用人的意識對其進行操控，讓已經殘疾的男主人公得以“變身”，開啟了在外星球上的新生活......

謝鬆雲教授在介紹腦控技術的相關情況。李志強 攝

科幻電影中的場景，代表了人類對科技發展的無限向往和追求，科學家們也在努力讓夢想變成現實：在西北工業大學神經信息實驗室的現場，研究人員看著眼前閃爍的電腦屏幕，心中一個念頭閃過，不遠處的四架無人機就自動完成了編隊，下一秒這幾架無人機又齊刷刷地做了個原地翻滾的動作......這就是西北工業大學謝鬆雲教授團隊對於“意念控物”的最新研究成果。

謝鬆雲教授解釋道，電腦屏幕上閃爍的方塊看似一模一樣，其實它們各自擁有著不同的頻率，同時每個頻率都對應著一個無人機編隊的動作指令，頻率閃爍刺激人的視覺后，大腦會產生對應的腦電波特征，腦電波特征經編碼轉化為控制信號，從而就可以實現對無人機動作變換的控制，也就是所謂的“意念控物”。

謝鬆雲教授團隊於2021年研發了腦機協同機械臂智能控制系統。受訪者供圖 

據謝鬆雲介紹，腦控主要是通過採集腦電波，然后用計算機對腦電波進行分析解碼，轉換為控制信號，進而實現對“事物”的控制，這些“事物”可以是設備裝置，將來甚至可能是生物體。而要想實現高質量的控制，最關鍵、難度最大的就是對腦電波的提取、分類與識別，也就是所謂“腦功能特征”的提取，通俗一點講就是需要知道大腦想要做什麼，不同的腦電波代表著不同的“訴求”，將不同的“訴求”分類提取，至關重要。

謝鬆雲教授帶領學生開展科研工作。受訪者供圖

經過二十余年的不懈努力，謝鬆雲團隊研發出了多種誘發模式相結合的腦控技術，目前已經可以做到3種誘發模式、多種腦特征的提取與識別，團隊也因此先后取得了一系列國家發明專利和重要成果：在實用化腦控技術方面，2012年研發了視覺刺激誘發的腦控模型車系統﹔2014年研發了少導聯便攜式腦控抓取式機器人﹔2016年又完成了多模式誘發刺激下的腦控無人機系統，可通過事件想象、 視覺刺激、眨眼等誘發模式，控制腦控無人機繞杆、完成8字飛行 ，復雜任務完成率達86.5%。在此基礎上，團隊又將腦控技術與人工智能相結合，研發了腦機協同技術，於2018年完成了手腦機協作的勘察無人車項目，2019年實現了腦機協同無人機編隊智能控制， 2021年又研發了腦機協同機械臂智能控制系統。

人機融合控制下的無人車安全避障演示。李志強 攝

同時，在2020年，團隊通過創新研發的人機融合認知與決策技術，成功實現了人機融合控制的無人車安全避障。“這項成果很有應用價值，現在很多汽車都有輔助駕駛功能，但是遇到無法識別的障礙物或者一些突發狀況后，意外事故還是有可能會發生，將來車機輔助再加上人腦控制后，就可以充分發揮了發揮人腦快速認知與人工智能快速處理的各自優勢，從而實現更安全的自動駕駛了。”謝鬆雲說。

虛擬現實環境下腦機技術 —— 無人機路徑規劃。受訪者供圖

近些年，謝鬆雲團隊更加注重於開發虛擬現實環境下的腦機技術，例如虛擬環境下腦機協同無人機編隊控制、虛擬環境下駕駛員狀態監測等。他們將無人機飛行仿真技術和腦控技術結合在一起，利用VR/AR技術建立逼真度高、適合無人機群在復雜背景中的人機融合智能控制仿真演示，該成果對未來的腦控無人機技術的研發提供了一個功能強大的研究和驗証平台。

學生在謝鬆雲的指導下進行相關研究。受訪者供圖

謝鬆雲教授表示，一旦突破了腦特征採集分析這個核心技術，會令控制的物品多樣化，那時，便是腦控真正走向廣泛應用的時候，而離我們最近的是無人駕駛、醫療輔助、助老助殘、游戲娛樂、教育培訓、救災救援等多個領域。“比如癱瘓在床的殘疾人，將來可以通過腦控機器人來提高他的生活質量﹔通過虛擬駕駛模擬系統，可以對汽車、艦船、飛機等駕駛人員進行科學培訓和監測，提高交通安全﹔或者應用到娛樂方面，可以通過VR或者AR的腦機融合去意念控制虛擬現實，為玩家提供更加沉浸式的體驗，類似於電影《阿凡達》中的場景，也一定會在未來的某一天，真正走進我們的生活。”謝鬆雲說。

分享讓更多人看到