腦機接口技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
腦機接口技術的實例教程
隨著劇中技術的發展，提取意識的技術也在逐漸提升。一開始是在耳后植入，插入后不可逆向取出。
到后來是用一根極細的針管，從太陽穴進行注射式的植入。
最后則發展為一個小小的紐扣，貼在太陽穴上就能對人腦進行刺激，創造感知、描繪出虛擬世界。
《黑鏡》中描繪的世界，稱得上是對于腦機接口這一技術的完美想象——簡單易行、隨取隨用、安全無創，讓人永生甚至擁有無數次生命，用這些意識體會到無限可能。
可現實中的腦機接口技術，遠遠沒有這么美好，這項技術是危險甚至殘忍的。
腦機接口有多強大？百萬與百億間的低效抗爭
腦機接口技術可以被粗略的分為兩部分，一部分是通過對神經的刺激，讓人獲知感受，另一部分則是通過對神經元運動的讀取，把人的意識讀取、記錄甚至抽取出來。
這兩部分技術的用途，也并不是科幻電視劇中的使人永生或進行腦補游戲，而是更實際一些，比如刺激腦部神經，讓盲人、聾人能感受到聲音和視覺信號。以及讀取腦部神經的運動，幫助漸凍癥患者、阿爾茲海默患者、中風患者過上正常人的生活。
可現實遠沒有想象中那么美好。
要知道人腦的運動是非常復雜的，整個大腦有850億個神經元，我們要如何得知他們都是如何運動的呢？
對大腦進行核磁共振記錄、在頭皮貼上電極收集腦電運動，這些采集方式雖然實行起來方便、對使用對象的傷害較少，但效果甚微。僅僅能監測到幾萬到幾百萬個神經元的運動表現，同時對于運動表現記錄的精細程度也很低。
這樣就意味著，整個腦機接口的研究是非常之低效的。舉個例子，如果我們想通過腦機接口對人腦神經元進行刺激，讓人產生痛感，前提就要知道哪些神經元、進行了怎樣的運動才會產生痛感。
以目前我們對大腦和意識的了解，腦機接口最多只能做到捕捉信號，讓癱瘓患者移動機械手臂喂自己喝一杯水。
展開 腦機接口（Brain-computer interfaces，BCIs）代表了一個突破性的技術領域，它彌合了人類大腦和外部設備之間的差距。這些接口使大腦和計算機之間能夠直接通信，允許個人以思想來控制機器并進行交互。腦機接口有可能改變人類生活的各個方面，從醫療保健、通信到游戲和各種輔助技術。
腦機接口最有前景的一個方面是在醫療保健領域。對于那些有嚴重運動障礙的人，如癱瘓或閉鎖綜合征的人，腦機接口提供了恢復溝通和行動的可能性。這些接口可以讓用戶用意念控制假肢、機器人外骨骼甚至輪椅，從而顯著提高他們的生活質量。
但這種技術的潛力遠不僅僅為殘障人式的提供幫助。例如，在游戲和娛樂行業，腦機接口開辟了沉浸式體驗的新維度。玩家可以通過意念與虛擬環境互動、控制角色或操縱游戲中的物體，將整體游戲體驗提升到前所未有的水平。
鑒于該技術的廣泛適用性，使其在外形上便攜是一個重要的目標。然而，目前最常見的設備類型是基于帽子或頭帶的，這在日常使用情境下并不完全實用。或者利用基于微針的侵入性方法，但這可能導致炎癥風險和對軟組織的不可逆損傷。為了廣泛采用腦機接口技術，顯然需要更好的選擇。
由清華大學研究人員領導的一個研究小組最近所做的工作可能會使腦機接口領域發生重大變化。他們開發了一種軟的、適形的耳內生物電子設備，可以穩定地記錄腦電圖(EEG)測量結果。它是舒適的，適應每個人獨特的解剖結構，關鍵的是，它不會干擾正常的聽力。
展開 其實，隨著科學技術的發展，這種事情可能真的某一天就成為現實了。而這，與一項被稱為腦機接口的技術密不可分。
日前，最新一期《經濟學人》刊發的6篇封面文章，全部是關于腦機接口技術的。被奉為下一前沿技術的腦機接口再次吸引了全球目光。
腦機接口（brain-computer interface，BCI），它是在人或動物腦（或者腦細胞的培養物）與外部設備間建立的直接連接通路。
其中，“腦”指的是有機生命形式的腦或神經系統，而并非僅僅是mind（簡單的心智）。“機”指任何處理或計算的設備，其形式可以從簡單電路到硅芯片。“接口”指用于信息交換的中介物質。
在單向腦機接口的情況下，計算機或者接受腦傳來的命令，或者發送信號到腦（例如視頻重建），但不能同時發送和接收信號。而雙向腦機接口允許腦和外部設備間的雙向信息交換。
腦機接口并不是這兩年才有的技術，其實對它的研究已持續超過40年了。
腦機接口有多種形式，有直接侵入大腦獲取信息的系統，也有非侵入式讀取腦電波的系統（如腦電圖）。
而目前，大多數腦機接口都只支持人腦向電腦發布指令，主要用來幫助殘障人士提高運動能力和交流能力。
但是，目前也有很多研究，希望利用腦機接口實現人腦和電腦的雙向通信，從而提高人類的思維能力、記憶力、決策能力，最終提高人類的智力。
早在21世紀之初，美國就開始探討“腦機接口”技術軍事應用，投入巨資研究武器與人相互作用機理，研究用人的意念控制機器人士兵，以降低戰爭傷亡率。
近日，據媒體報道，美國國防部投資6500萬美元用以六個腦機接口技術的研究項目（NESD項目），致力于開發高分辨率的神經接口和工作體系，以幫助恢復感官能力，特別是恢復視覺和語言方面的能力。
展開 隨著無人機戰爭的不斷涌現，飛行員已經首次能夠坐在美國的辦公室，就在中東地區投下炸彈。現在，一名飛行員只需要借助他們的大腦就能夠完成全部的作戰任務，完全不需要用手動操控。
本月月初的時候，美國軍事研究機構——國防部高級研究計劃局（DARPA）公布了一個2015年啟動的項目，這個項目研發的新技術能夠賦予飛行員借助思維同時操控多架飛機和無人機的能力。
據防務一號網站報道，DARPA生物技術辦公室的負責人Justin Sanchez稱：“截至今天，大腦信號已經能夠用于下達命令，并且同時操控三種類型的飛機。”Sanchez有可能已經在DARPA 60周年紀念日的“神經技術未來發展”會議上公布了這一研究成果，他的團隊多年來不斷的獲得進步。
早在2016年的時候，裝備了腦機接口（BCI）的志愿者就能夠在模擬飛行中操控一架飛機，并且同時操控另外兩架飛機處于飛行編隊中。DARPA生物技術辦公室的一位發言人聲稱，所有的操作都是志愿者借助大腦完成的。
在2017年的時候，癱瘓患者Nathan Copeland就能夠在另外一次模擬中操控一架飛機，而這一次借助的是觸覺反饋。如果飛機需要向一個特定的方向飛行，Copeland的神經植入物就會在他的手上產生一種刺痛感。
DARPA發言人稱，由于這種人機接口利用的是植入或者連接到大腦感知和運動皮質層的電極，所以實驗只能局限于那些存在各種不同癱瘓程度的志愿者。也就是說操控這些模擬飛機的人們已經擁有了大腦植入物，或者至少有理由進行這種植入手術。
為了嘗試和了解如何使這項技術變得更容易利用，并且不需要通過外科手術在人類大腦中植入金屬探針，DARPA最近啟動了新一輪的免手術神經技術項目（代號N3）。這個項目是為了讓這種非侵入式的裝置具備類似的能力，但是在外形上看起來更像腦電圖掃描帽。當飛行員完成飛行任務之后就可以輕易取下來。
展開 想必大家都聽說過馬斯克，還有特斯拉，SpaceX以及腦機接口。
前兩個太難了，但是現在只需要一塊樹莓派的板子，就可以做一個低配版的腦機接口？
沒有開玩笑，這位俄羅斯小哥Rakhmatulin還真做出來了。
這接地氣的設備只用一塊樹莓派板子做處理器，可以實時處理八個大腦電信號：
不信來看看實時信號圖像：
這些有規律的波形就是大腦在進行活動時產生的電信號。
目前這個項目已經開源，成本也不高，如果想自己動手做一個腦機接口，機不可失，趕快來學一學~
樹莓派腦機接口
在制作設備之前，我們要先有一個大致的框架。
腦機接口的框架很好理解：首先從腦殼上讀取生物電信號，然后傳到處理器中處理，最后用輸出信號控制其他設備。
所以第一步就是要讀取腦中的生物信號，為此Rakhmatulin做了一個小帽子（下圖左邊），上面有8個電極（下圖右邊）。
這8個電極的位置是依據國際10-20系統（如下圖）的腦電圖檢測電極位置來確定的，其中首字母代表大腦不同的分區，例如F為額葉，P是頂葉，T是顳葉等：
△圖注：國際10-20系統
當大腦在進行不同的活動時，也會同時產生可以區分的電信號模式。這樣這些電極就可以檢測到電信號，用以進行后續的分析處理。
有了腦信號之后，接下來第二步，就是對信號的處理了。這里用樹莓派第三代或者是第四代都可以，如下的電路圖顯示了小黃板上的電路結構：
上圖中左邊10個管腳中的8個接小帽子上的8個電極，1個接參考電平，1個接偏移信號。
右邊的管腳用來傳輸數據，采樣率為每秒250次到每秒16000次。
Rakhmatulin已經在GitHub開源了實時信號檢測和處理的代碼。
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在人機共生體驗區，你可穿戴外骨骼設備，親身體驗力量賦能的奇妙；通過腦機接口技術“意念操控”機器人動作，與AI機械臂同臺創作繪畫作品，還能在數字人導覽的引導下，借助AR/VR技術“穿越”至未來智能工廠與智慧城市場景。專為大眾打造的“AI科普嘉年華”，開設編程馬拉松、AI繪畫工作坊等趣味互動項目，讓青少年近距離觸摸前沿科技，播撒創新種子。
同期舉辦的30余場高端論壇與活動，匯聚全球行業頂尖智慧。
展示內容涵蓋仿生驅動、具身智能、腦機接口等前沿技術及機器人上下游全產業鏈。
依托杭州強大產業背景，政策支持力度空前
杭州市作為國家新一代人工智能創新發展試驗區、人工智能創新應用先導區以及國家人工智能戰略布局重點城市，已形成完整的人形機器人產業鏈和創新生態。當前，杭州正積極推進"一中心一聯盟五平臺"高能級產業創新平臺建設。
此外,隨著腦機接口技術的突破,我們有望實現類似于駭客帝國中的數字全息體驗,讓客戶能夠在數字世界中身臨其境地體驗產品。這一技術的進步,將徹底改變傳統的生產制造流程,實現一個完全基于數字世界的需求-研發-體驗閉環。工業元宇宙的構建,不僅為工業領域帶來了數字化的深度融合,更為工業發展開啟了全新的篇章。
為了廣泛采用腦機接口技術，顯然需要更好的選擇。
由清華大學研究人員領導的一個研究小組最近所做的工作可能會使腦機接口領域發生重大變化。他們開發了一種軟的、適形的耳內生物電子設備，可以穩定地記錄腦電圖(EEG)測量結果。它是舒適的，適應每個人獨特的解剖結構，關鍵的是，它不會干擾正常的聽力。
展會展品：
? 半導體芯片/ 5G / 移動通訊 ? 物聯網/ 智能家居
? 人工智能/ 機器人/ 無人機 ? 家庭娛樂/ 音視頻
? 元宇宙/ XR / 腦機接口技術 ? 汽車電動化/ 網聯化/ 智能化/ 共享化
? 智慧辦公 ? 智能穿戴/ 健康與運動科技/ 生活科技
? 智慧零售 ? 碳中和/ 綠色科技
2022年部分參展企業，將繼續邀請阿里巴巴、海爾、科大訊飛、
隨著腦機接口技術不斷推進，能夠讓癱瘓患者用意念操作智能手機，速度將會比手指還要快。
馬斯克在去年曾表示，腦機接口將于今年用于人類。
腦機接口未來可期。
想必大家都聽說過馬斯克，還有特斯拉，SpaceX以及腦機接口。
前兩個太難了，但是現在只需要一塊樹莓派的板子，就可以做一個低配版的腦機接口？
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這接地氣的設備只用一塊樹莓派板子做處理器，可以實時處理八個大腦電信號：
不信來看看實時信號圖像：
這些有規律的波形就是大腦在進行活動時產生的電信號。
由腦-機接口控制的義肢，可以使四肢癱瘓的人恢復功能性運動。然而，視覺提供的反饋有限，因為關于抓取物體的信息，最好是通過觸覺反饋傳遞。 在此，來自美國匹茲堡大學的Jennifer L. Collinger& Robert A. Gaunt等研究者，通過用觸覺感知補充視覺，使用雙向腦-機接口，記錄運動皮層的神經活動，并通過皮質內對體感皮層的微刺激產生觸覺感覺。相關論文以題為“A brain-compu
專注于機械行業、專業、職業信息分享
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