導(dǎo)讀：你希望像X戰(zhàn)警中的X教授那樣擁有精神控制的能力嗎？或者你也曾想過(guò)和親人能夠心靈感應(yīng)呢？最近大腦-計(jì)算機(jī)對(duì)接的進(jìn)展正在將腦間直接傳遞思想的科學(xué)幻想變成現(xiàn)實(shí)。過(guò)去幾年發(fā)表的一系列研究宣告了動(dòng)物之間、人之間甚至人鼠之間腦活動(dòng)的直接傳輸。這種“腦腦對(duì)接”（BBI）通過(guò)連接兩個(gè)個(gè)體的大腦實(shí)現(xiàn)了腦活動(dòng)的實(shí)時(shí)直接傳遞。雖然目前的腦機(jī)接口技術(shù)與科幻作品中的描述無(wú)法比擬，但通過(guò)意念簡(jiǎn)單操縱機(jī)器，正一點(diǎn)一點(diǎn)走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

ECAI 2016 精選論文摘要

標(biāo)題：基于腦電波的腦機(jī)接口高階相關(guān)系數(shù)分析

摘要：基于腦電波(EEG)的腦機(jī)接口(BCI)是一種能使人類大腦和外部設(shè)備有效溝通的方式。為了有效恢復(fù)腦電波信號(hào)中大腦皮層的動(dòng)態(tài)并提高分類性能，大量的研究都集中在構(gòu)造具體對(duì)象的空間和光譜過(guò)濾器，在分類精度方面許多提升了許多。然而，幾乎所有的方法都在尋找用于不同類別中所有樣本投影的一個(gè)共同子區(qū)間。研究表明，工作信道和頻率信息不僅獨(dú)立于對(duì)象，而且獨(dú)立于類別。因此，各種獨(dú)立于類別的空間和光譜特征可以為分類提供更深的差異信息。在本文中，我們提出了一個(gè)基于張量的方法，試圖找到每類各自的空間和光譜子區(qū)間，每個(gè)類別分別投射到自己的子區(qū)間，這樣它們就很容易被區(qū)分了。最后，我們?cè)谶@個(gè)模型中添加了一個(gè)正則化項(xiàng)來(lái)避免過(guò)度擬合。我們?cè)趦蓚€(gè)不同的數(shù)據(jù)集中評(píng)估了該方法的有效性和魯棒性，包括被廣泛使用的一個(gè)收集自健康受試者的基準(zhǔn)腦電圖數(shù)據(jù)集和一個(gè)收集自中風(fēng)患者的自我控制腦電圖數(shù)據(jù)集，結(jié)果證明了其性能優(yōu)越。

第一作者簡(jiǎn)介：Ye Liu，上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，上海教育委員會(huì)智能交互和認(rèn)知科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

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什么是腦機(jī)接口技術(shù)

通俗地講，人類在進(jìn)行各項(xiàng)生理活動(dòng)時(shí)都在放電。如果用科學(xué)儀器測(cè)量大腦的電位活動(dòng)，那么在熒幕上就會(huì)顯示出波浪一樣的圖形，這就是“腦波”。

腦波活動(dòng)具有一定的規(guī)律性特征，和大腦的意識(shí)存在某種程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。人在興奮、緊張、昏迷等不同狀態(tài)之下，腦電波的頻率會(huì)有明顯的不同，約在1～40赫茲之間，依照不同的頻率，腦波又被進(jìn)一步分為α、β、δ、θ波。當(dāng)人在一定的壓力之下精神高度集中時(shí)，腦波的頻率在12～38赫茲之間，這個(gè)波段被稱為β波，是“意識(shí)”層面的腦波；當(dāng)人注意力下降，處于放松狀態(tài)時(shí)，腦波的頻率會(huì)下降到8～12赫茲，這被稱為α波；進(jìn)入睡眠狀態(tài)后，腦波頻率進(jìn)一步下降，被分為θ波（4～8赫茲）和δ波（0.5～4赫茲），它們分別反映的是人在“潛意識(shí)”和“無(wú)意識(shí)”階段的狀態(tài)?！?/p>

正是因?yàn)槟X波具有這種隨著情緒波動(dòng)而變化的特性，人類對(duì)于腦波的開(kāi)發(fā)利用成為了可能。像電影《阿凡達(dá)》中所展現(xiàn)的利用意念操控阿凡達(dá)，實(shí)際上就是腦機(jī)接口技術(shù)（Brain-Computer Interface，簡(jiǎn)稱BCI），是指在人腦與計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備之間建立直接的連接通路。通過(guò)對(duì)于腦電信息的分析解讀，將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的動(dòng)作，這就是用“意念”操控物體的基本原理。

超好玩的腦機(jī)交互設(shè)備

Necomimi意念貓耳朵是一款來(lái)自日本的腦機(jī)交互設(shè)備，可以檢測(cè)人腦電波轉(zhuǎn)動(dòng)貓兒來(lái)表達(dá)不同情緒。

如包裝盒所示，我們可以看到佩戴之后的效果演示，產(chǎn)品主體類似頭帶，可以非常舒適的佩戴在頭部。

這家叫做Neurowear的日本科技公司還有一款姐妹產(chǎn)品——”腦電波貓尾“，由腦電波控制運(yùn)動(dòng)的仿喵星人尾巴的裝置，它可以隨著佩戴者的心情的變化而運(yùn)動(dòng)。當(dāng)佩戴者心情放松愉悅時(shí)，尾巴就會(huì)搖得舒緩溫和；當(dāng)使用者精神緊張時(shí)，尾巴就會(huì)搖得生硬。

另一個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)Tan Le也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一款功能強(qiáng)大的腦電波編譯設(shè)備——Emotiv Insight，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣泛。在Emotiv公司列舉的應(yīng)用案例中，有殘障人士用來(lái)控制輪椅或電腦。它最大的價(jià)值并不是在“解放人的雙手”，而是給予缺乏行動(dòng)能力或肢體殘疾的人以虛擬的“雙手”。

結(jié)語(yǔ)

腦機(jī)接口技術(shù)近些年取得了非常多的成就與進(jìn)步，但未來(lái)也可能因?yàn)槟X機(jī)接口技術(shù)能夠獲得人類大腦的信息引起很多爭(zhēng)議與擔(dān)憂。比如，在腦機(jī)接口技術(shù)的幫助下，人們有可能竊取或者篡改他人的思想，就像電影《盜夢(mèng)空間》的場(chǎng)景一樣。無(wú)論如何，像《阿凡達(dá)》中通過(guò)意念控制機(jī)器人的場(chǎng)景還需要科學(xué)家們更多時(shí)間的探索與努力。

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