記者17日從天津大學(xué)獲悉，該校腦機海河實驗室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院聯(lián)合，開發(fā)出一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的“雙環(huán)路”無創(chuàng)演進腦機接口系統(tǒng)。團隊還首次揭示了大腦電信號與解碼器在交互過程中如何進一步協(xié)同增強的奧秘，并成功實現(xiàn)了人腦對無人機的高效四自由度操控。相關(guān)成果刊發(fā)在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子》上。

團隊在研究中首次提出“雙環(huán)路腦機協(xié)同演進框架”，并通過憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件構(gòu)建了全新的腦機接口系統(tǒng)。在雙環(huán)路框架下，“機學(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。

“相較于傳統(tǒng)純數(shù)字硬件方案，‘雙環(huán)路’腦機接口系統(tǒng)精度更高、能耗更低、能處理更復(fù)雜任務(wù)?！碧旖虼髮W(xué)腦機海河實驗室許敏鵬教授舉例說，傳統(tǒng)無創(chuàng)腦機接口技術(shù)通常只能控制無人機進行簡單的二自由度飛行，研究團隊開發(fā)的“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)可高效支撐無人機完成上下、左右、前后、旋轉(zhuǎn)四自由度任務(wù)目標。