近日，来自天津大学神经工程团队的两名“95后”同学，用脑电波写出了“福”字。他们告诉总台央广中国之声记者，这个“福”字是通过团队自主研制的“哪吒”多脑协控智臂系统，由两人的脑电波共同操作智能机械臂书写。这项技术还可以给哪些应用领域添“福”添彩?

“95后”大学生用脑电波写“福”字

未来将推出楷书、行书版本

在天津大学神经工程团队的实验室里，“95后”刘洋、罗睿心戴好“哪吒”多脑协控智臂布满电极的脑电采集帽，面对屏幕上的视图书写板，将注意力集中在构字笔画上。在没有任何外界辅助，仅靠脑电控制的情况下，两人通过“哪吒”系统齐“心”协力，在三分钟内，让机械臂一笔一画地写出一个“福”字。

天津大学神经工程团队研一学生刘洋介绍，“书写前，眼睛要盯着屏幕上的视图书写板，它会采集实时脑电信号，然后经过处理后传给机械臂。首先要确定这个字笔画的起点和终点，然后连线写出一笔。如果没有经过训练，这个字写出来可能不会很工整。”

据了解，相比于2019年研发的第一代单人脑控智能机械臂系统，这套系统首次采用“脑脑”协同作业方式，其操控效率和信息传输速率相比于单人作业提升了一倍以上，同时将脑控视图空间分辨率提升，可以胜任更加精细复杂的任务。天津大学神经工程团队研一学生罗睿心说，团队通过多次试验，最终决定以任务负荷作为刺激编码策略的指征，这样分工两个人的工作量基本相当，速度也最快。为了最大程度优化效率，两人共同书写一个福字，并非按照福字的左右结构分工。

罗睿心：之前是用单人书写的脑控机械臂，今年采用双人合作方式，两人协同完成同一任务，我们就得考虑需求是否冲突，同时还要提高效率。确定分工后，我们把“福”字按笔画拆解，分为很多部分。一个人负责书写福字的偏旁和右边的口字，另一个人负责书写福字右上的横和下面的田字，这样两人的工作量基本相当，也是效率最快的一种方式。

罗睿心告诉总台央广中国之声记者，由于机械臂在执行指令时需要时间，目前写一个福字需要3分钟，未来会继续优化效率。

罗睿心：我们现在已经能够实现对于脑电波的实时解码了，它识别脑电的速度非常快，当我们将指令传输给机械臂时，机械臂书写需要时间，加起来是三分钟。

用“意念”写字，听起来就充满科幻色彩。在牛年到来之际，刘洋和罗睿心在团队的帮助下，写下了年味十足的“牛”字和“福”字。尽管目前机械臂写出的字还无法达到书法等级，不过刘洋认为，未来很快能看到机械臂写出楷书、行书。

为了实现“多脑控一臂”的操控，团队设计了“哪吒”特定的作业分配和刺激编码策略。以书写为例，“哪吒”智能机械臂可以将多维脑控视图指令映射转化为统一的6D空间坐标。团队成员介绍，寻常写字相当于自己的大脑控制自己的手，而多脑协控智臂系统，则是多个人的大脑控制机械的手，难度可想而知。

据了解，天津大学将这些特别的“福”字作为学校官方微博的抽奖奖品，还会在除夕夜年夜饭活动中把“福”分给留在学校过年的同学。

脑机交互系统将可用于

航空航天、医疗康复领域

天津脑科学中心主任助理、天津大学神经工程团队许敏鹏老师在接受媒体采访时表示，未来的脑机交互系统也许会彻底颠覆现有的人机交互方式。“人与人的交流不仅停留在语音或文字，还可能通过心灵进行沟通。”

刘洋介绍，“哪吒”系统高性能脑—机接口技术未来可能会广泛应用于医疗康复等领域。

刘洋：除了写字，它还可以帮助残障人士，应用在医疗康复领域。肢体行动受限的患者，“哪吒”系统可以为他们提供“第三只手”，助他们一臂之力。

近期，天津大学团队还开发了脑控无人机系统，首次实现了单人对无人机自由度的连续控制。除此之外，多脑协控系统还可能被应用在航空航天等领域。

罗睿心：多脑协同是未来发展的趋势。比如宇航员在太空中行动，其实非常不方便，许多工作也是不方便完成的。如果多脑协控系统可以成为宇航员的“第三只手”，他们就可以用配合协同的方式去完成复杂的工作。