技术简介
脑机接口技术（BCI）在大脑与外部设备间搭建了一条直接的信息交流通道。该技术通过电极记录大脑活动，并将神经信号转化为可执行的命令。因此，人或动物能够无需借助语言或肢体动作，直接通过大脑控制机器设备。尽管这项技术拥有广泛的应用潜力，但它在发展过程中也面临了不少难题。
脑机接口技术遭遇诸多挑战，主要表现在自适应解码器未能有效激发大脑的积极性，脑电信号采集通道数量剧增，同时解码算法也日益复杂。这些因素叠加，使得脑电信号的高效实时处理遭遇重重困难。不过，近期的研究进展为这一困境提供了新的解决方案。
新系统亮相
近期，天津大学脑机海河实验室与清华大学集成电路学院携手推出了全球首个“双环路”非侵入式脑机接口系统。该系统成功实现了大脑与机器之间的智能化信息交流，并产生了显著的协同效应。这一创新性突破受到了广泛关注，为脑机接口技术的发展带来了新的动力。
该系统表现出卓越的性能，其脑电信号解码速度大幅提升，增长了216倍。同时，能耗大幅降低，降至原来的1/1643。这一显著提升不仅增强了系统的实际应用效果，还显著降低了能源消耗，大幅提升了处理效率，进而推动了脑机接口技术的创新与发展。
理论创新
2月19日，天津大学许敏鹏教授作为论文通讯作者之一强调，“双环路脑机协同演进框架”的提出具有重大意义。该框架在理论层面推动了创新，同时在系统性能上取得了显著进展。另外，这一框架也为脑机接口技术的发展带来了新的思路和方向。
许敏鹏强调，该系统整合了忆阻器技术，大幅提升了解码速度，速度提升超过百倍，能耗降低至千分之一以下。忆阻器模仿了大脑神经元的放电方式，成为系统性能提升的核心因素，并为脑机接口技术的进步提供了新的发展方向。
时长突破
常规脑机接口实验一般持续大约一小时，但“双环路”脑机接口在进行了长达六小时的脑机交互实验后，其准确度提升了约20%。这一突破意味着时长限制已被打破，表明该系统具备处理更复杂和持久脑机交互任务的能力。
许敏鹏提到，传统脑接口研究周期普遍较短。脑电波波动会对脑机解码产生负面影响，进而降低准确度，并妨碍持续交互。值得注意的是，“双环路”机制的应用使得系统性能随时间推移非但未降低，反有提升，这一特点显著增强了系统的优势。
脑控实验
脑机接口控制任务中，无人机操控相对复杂。为此，研究团队决定采用该系统进行无人机脑控实验。该系统能够实现四个自由度的连续操控，并执行复杂任务，显示出其明显的实用价值和稳定的性能表现。
该成果表明，“双环路”脑机接口系统在应用领域展现出巨大潜力，能够执行复杂控制任务。这一发现为系统在更广泛领域的推广和使用奠定了重要基础，预计未来将在更多场景中扮演核心角色。
未来展望
许敏鹏预计，在接下来的5至10年，脑机接口技术将在医疗领域推动视觉健康诊断、偏瘫康复治疗及人工耳蜗调整等应用的发展。此外，在消费电子领域，它也将催生新的应用，例如意念控制和脑健康监测。该系统发展前景广阔，预计将为人们生活带来多重变革。
许敏鹏教授运用“学习骑自行车”的比喻，对无创设备长期使用可能引发的安全担忧进行了说明。他强调，此类设备可能对大脑功能造成一定影响，然而这种影响并不一定有害。尽管这一领域存在分歧，相关技术的研发和应用仍在稳步推进。您如何看待脑机接口技术在将来可能对多个领域带来的深远变化？
