新民晚報“上海時刻”出品

圖說：實驗者進行腦機上肢康復(fù)設(shè)備演示 新民晚報記者 陶磊 攝（下同）

走進華東理工大學(xué)信息大樓4樓的一間實驗室，一次“腦機接口”的實驗開始了：只見實驗者頭戴裝滿感應(yīng)器的頭套，打開電腦，屏幕上一塊塊方格不斷閃爍。他不動手指，心念所及，方格便停頓下來，顯現(xiàn)他所想的事情。于是，只通過眼睛注視，他就能開空調(diào)、調(diào)溫度，甚至操縱無人機飛行……這既不是魔術(shù)表演，也不是科幻情節(jié)，而是華理金晶教授領(lǐng)銜的腦機接口及控制團隊正在開展的一項應(yīng)用創(chuàng)新——“全流程自適應(yīng)生成式腦機接口系統(tǒng)”。

記者請實驗者在電腦里展現(xiàn)《新民晚報》的信息。他微微一笑，手指沒有觸動電腦，仍是依靠“心中一動”，“新民晚報”4個字便躍然于屏幕之上。

這個實驗室名為“能源化工過程智能制造教育部重點實驗室”，其下屬腦機接口及控制團隊聚焦于新一代神經(jīng)工程學(xué)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，重點面向醫(yī)療康復(fù)、人機工程等重大領(lǐng)域的工程技術(shù)攻關(guān)，圍繞腦信息處理、智能康復(fù)機器人、外骨骼系統(tǒng)等方面，以探索新范式、新方法、新技術(shù)為著手點，在腦機接口系統(tǒng)的誘發(fā)范式、識別模型及其臨床應(yīng)用方面開展了一系列研究工作。這項實驗是華理腦機接口及控制團隊攜手百度文心打造的升級版腦機系統(tǒng)。

何為腦機接口？

說起腦機接口技術(shù)，由于硅谷“鋼鐵俠”馬斯克的親自下場，大家可能對此不太陌生，但就該領(lǐng)域的發(fā)展而言，我們?nèi)韵窨纯苹秒娪耙粯?，感覺有些難以置信。

那么，什么是腦機接口？金晶解讀道，簡單地說，腦機接口就是在大腦和外部設(shè)備之間建立的直接連接通路。我們的大腦在活動時會產(chǎn)生很多信號，這些信號就是讓我們行動的指令，通過腦電帽捕捉到信號后，就可以把它們解碼轉(zhuǎn)化成計算機能夠識別的指令，繼而去操縱外部設(shè)備，例如義肢、輪椅、語音合成器等。試想一下，在這項技術(shù)的支持下，即使是癱瘓人士，也能“隔空”操作電腦甚至開車。

正因如此，腦機接口技術(shù)成為公認的新一代人機交互和人機混合智能的關(guān)鍵核心技術(shù)，被譽為人腦和外界溝通交流的“信息高速公路”，其發(fā)展將給醫(yī)療、養(yǎng)老、康復(fù)和人機交互等領(lǐng)域帶來革命性改變。

圖說：實驗者進行鏡像手康復(fù)設(shè)備演示

如何突破瓶頸？

但是，這些不可能一蹴而就。

以現(xiàn)有的腦機接口系統(tǒng)為例，雖然其指令數(shù)量可達幾十個甚至上百個，但面對真實而復(fù)雜的應(yīng)用時，仍顯得“腦容量”不夠，要將復(fù)雜場景一一“拆解”，進行定制化的控制交互系統(tǒng)設(shè)計，而不能像萬能鑰匙一樣，實現(xiàn)腦機接口系統(tǒng)與實際應(yīng)用場景的自適應(yīng)匹配，這就大大限制了它的靈活性和實用性。

為此，金晶帶領(lǐng)的腦機接口及控制團隊提出了腦機語言輸出系統(tǒng)與大語言模型結(jié)合的新技術(shù)思路，以生成式人工智能技術(shù)實現(xiàn)基于用戶意圖的多語言、多場景腦機接口系統(tǒng)自主構(gòu)建。團隊研發(fā)的“全流程自適應(yīng)生成式腦機接口系統(tǒng)”引入了語言大模型，突破了瓶頸，使腦機接口系統(tǒng)不再受限于指令數(shù)量，而是能夠靈活匹配各類應(yīng)用場景，幫助用戶真正做到“心想事成”。

“用戶能夠通過腦機語言交互系統(tǒng)表達自己的控制意圖，文心大模型則會對用戶的意圖進行理解并實現(xiàn)應(yīng)用對象匹配，最終完成面向目標場景的系統(tǒng)自適應(yīng)生成?！苯鹁дf。

具體來說，這個系統(tǒng)的工作過程主要包括：在腦機接口系統(tǒng)中植入大語言模型后，用戶可以通過目光的注視（心中一動）使用腦機語言交互模塊來輸入需求，然后系統(tǒng)將需求信息發(fā)送到文心大模型Ernie Bot SDK，大模型會對用戶的需求進行語義理解，據(jù)此獲取相關(guān)設(shè)備信息，再通過被控對象的接口匹配，生成適應(yīng)不同場景的控制界面，來操作智能家居、無人機等目標設(shè)備。

怎樣繼續(xù)優(yōu)化？

值得一提的是，這個全流程自適應(yīng)生成式腦機接口系統(tǒng)不僅具有智能化、個性化、動態(tài)生成的特性，還能實現(xiàn)多語言、多場景的靈活匹配控制和交互，實現(xiàn)人腦智能和機器智能的深度融合，做到“腦控聯(lián)萬物”。

“雖然有理由期待，有一天人腦和機器的互動會像用手機一樣平常，但通往這個目標的道路上還有很多難題。下一步，我們的系統(tǒng)將基于用戶的使用數(shù)據(jù)和偏好，進一步優(yōu)化腦機交互范式，提供更符合用戶習(xí)慣的操作模式?！苯鹁П硎尽?/p>

百度合作方負責人進一步指出：“這一系統(tǒng)框架的提出，將為腦機接口技術(shù)開辟更多潛在應(yīng)用，推動其在醫(yī)療、智能制造等多個領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展?！?/p>

新民晚報記者 張炯強