科学家用思想指导飞行机器人

多亏了生物医学工程学教授Bin He和他的团队的努力，这个飞行机器人从一个人的思想中获得了命令。

明尼苏达大学的科学家使用无创的3D脑机接口，开发出了使他们能够运用自己的思想来操纵飞行机器人的技术。

这是科幻小说的主要内容：可以用头脑控制物体的人。

在明尼苏达大学，一项新技术将这种幻想变成了现实。

在生物医学工程学教授Bin He的实验室中，几个年轻人已经学会了运用自己的思想来引导飞行机器人在健身房周围转弯，上升，倾斜甚至航行。

He率先采用的这项技术可能有一天可以使人们被神经退行性疾病夺走言语和行动能力，从而通过控制人造肢体，轮椅或其他设备来恢复功能。而且是完全无创的：脑电波（EEG）是由头皮上的EEG帽的电极拾取的，而不是植入大脑的芯片。

有关该技术的报告已发表在《神经工程杂志》上。

“我的整个职业生涯是推动无创3D脑机接口或BCI，”科学与工程学院的教授He说道。“ [其他地方的研究人员]已经使用了植入大脑运动皮质的芯片来驱动光标（在屏幕上）或机械臂的运动。但是在这里，我们有证据表明，头皮脑电图的无创BCI可以和有创芯片一样好。”

映射大脑

他的BCI系统能够发挥作用，这要归功于运动皮层（控制运动的大脑区域）的地理位置。当我们运动或考虑运动时，运动皮层中的神经元会产生微小的电流。考虑不同的运动会激活神经元的新种类。

他说，整理出这些分类为BCI打下了基础。

他说：“我们是第一个同时使用功能性MRI和EEG成像技术来绘制大脑中神经元的位置的图。”“所以现在我们知道信号将来自何处。”

脑图显示，用一只手或另一只手或两只手想象拳头会产生最容易分辨的信号。

他解释说：“有关通过什么样的运动想象力产生什么样的信号的知识有助于我们优化系统设计，以实时控制飞行中的物体。”

轻按地图

监测来自大脑的电活动，EEG帽的64个头皮电极将其检测到的信号（或信号缺失）报告给计算机，计算机将其转换为电子命令。志愿者首先学会了使用思想来控制光标在屏幕上的一维移动，然后控制虚拟直升机的二维光标移动和3-D控制。

现在，这是真正的交易，可以控制一个实际的飞行机器人-正式来说是AR（增强现实）无人机。他的计算机与机器人随附的WiFi控件进行了交互；将脑电图脑信号转换为命令后，计算机会通过WiFi将命令发送给机器人。

未来发展方向

该期刊文章描述了五个男人和女人如何学会引导飞行机器人。第一作者是卡尔·拉弗勒尔（Karl LaFleur），他是研究期间的高级生物医学工程专业学生。

LaFleur说：“为He博士工作是一次非凡的经历。” LaFleur计划明年在他进入美国医学院时将其知识加以运用。“他在科学过程方面拥有丰富的经验，他擅长帮助学生学习这一过程，同时又为他们提供了独立工作的空间。作为第一人称期刊文章的作者，这是大多数本科生从未有过的巨大机会。”

他说：“我认为BCI的潜力非常广泛。”“接下来，我们要应用飞行机器人技术来帮助残疾患者与世界互动。

“它甚至可以帮助患有中风或阿尔茨海默氏病的患者。我们现在正在研究一些中风患者，以了解它是否有助于重新连接大脑回路以绕过受损区域。”

出版物：Karl LaFleur等人，“使用基于非侵入性运动图像的脑机接口在三维空间中控制四旋翼飞行器”，2013，J。Neural Eng。，10； doi：10.1088 / 1741-2560 / 10/4/046003

图像：明尼苏达大学