齊“心”協(xié)力，兩位95后教“哪吒”寫(xiě)福字

　　◎本報(bào)記者 陳 曦

　　貼福字，是中國(guó)春節(jié)傳統(tǒng)習(xí)俗之一。今年春節(jié)前夕，天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)兩位95后研究生——?jiǎng)⒀蠛土_睿心，通過(guò)團(tuán)隊(duì)自主研制的“哪吒”多腦協(xié)控智臂系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“哪吒”)，用腦電波共同操控智能機(jī)械臂，使其寫(xiě)出了一個(gè)漂亮的“?！弊?。他們“寫(xiě)”福字的過(guò)程被記錄下來(lái)，該視頻在微博、抖音等社交媒體刷屏。

　　首次嘗試“腦—腦協(xié)同”模式

　　實(shí)驗(yàn)室里，劉洋和羅睿心戴好腦電采集帽，看著屏幕上的視圖書(shū)寫(xiě)板，將注意力集中在構(gòu)字筆畫(huà)上。沒(méi)有任何預(yù)存字體和外界輔助，僅靠腦電控制，二人通過(guò)“哪吒”齊“心”協(xié)力，讓機(jī)械臂一筆一畫(huà)地寫(xiě)出了一個(gè)福字。

　　“機(jī)械臂之所以能如此聽(tīng)話，主要是依托我們團(tuán)隊(duì)最新研發(fā)的超大指令高速腦—機(jī)接口技術(shù)?！绷_睿心指著屏幕上密密麻麻閃爍的灰色方塊對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō)，“當(dāng)我們想輸出某個(gè)指令時(shí)，就用眼睛注視該指令的執(zhí)行區(qū)域，電極帽捕捉到我們腦中產(chǎn)生的腦電波并將其傳到系統(tǒng)后端，后端會(huì)對(duì)腦電波進(jìn)行分析和解碼，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為引導(dǎo)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的空間坐標(biāo)，指揮它寫(xiě)出福字。”

　　本來(lái)完成這個(gè)寫(xiě)福字操作，一個(gè)人就可以，但單人完成時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，因此這次團(tuán)隊(duì)讓兩個(gè)人共同完成。在此次操作中，他們首次嘗試了“腦—腦協(xié)同”工作模式。

　　劉洋介紹，腦—腦協(xié)同并非簡(jiǎn)單的1+1=2，不是再加一個(gè)人腦這么簡(jiǎn)單。團(tuán)隊(duì)對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)有108個(gè)指令集進(jìn)行了改造，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了基于時(shí)—頻—相混合腦信息編碼的腦—腦協(xié)同作業(yè)模式，將腦控視圖空間分辨率由之前的9×12像元提升至12×18像元以上，大幅提升了腦控指令維度與輸出速度，使“哪吒”的智臂能夠完成更高階的腦控動(dòng)作。

　　回憶起實(shí)驗(yàn)前期，最讓羅睿心印象深刻的，就是二人的任務(wù)分配環(huán)節(jié)。

　　羅睿心介紹，兩個(gè)人完成同一任務(wù)，要形成合力，不能互相干擾，因此十分考驗(yàn)?zāi)?。“通過(guò)多次試驗(yàn)，最終決定以任務(wù)負(fù)荷作為刺激編碼策略的指征，這樣兩個(gè)人的工作量基本相當(dāng)，速度也最快?！?/p>

　　羅睿心還透露，為了體現(xiàn)傳統(tǒng)文化，他們特意讓機(jī)器臂手握毛筆寫(xiě)福字?！半m然比用普通筆寫(xiě)困難不少，但是腦控的效果讓人滿意。”她說(shuō)。

　　“這次，我們寫(xiě)了個(gè)有點(diǎn)‘硬’的福字，未來(lái)可以增加指令集、多設(shè)置幾個(gè)連接點(diǎn)，這樣就可以寫(xiě)行書(shū)‘?！?、楷書(shū)‘?！恕！眲⒀笳f(shuō)。

　　把科幻電影情節(jié)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)

　　性格活潑的劉洋，是活躍團(tuán)隊(duì)氣氛的“主力選手”?！拔倚愿癖容^外向，喜歡和同學(xué)朋友們交流，遇到困難也不會(huì)憋在心里，愿意和老師、同學(xué)多聊聊。說(shuō)了之后感覺(jué)放松很多，之后又能活力滿滿地投入到研究中?！眲⒀笳f(shuō)。

　　“上初中看電影《阿凡達(dá)》，影片中主人公控制替身進(jìn)行各種活動(dòng)，當(dāng)時(shí)我就想這么酷的情節(jié)何時(shí)能在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)。”1996年出生的劉洋，是看著科幻電影長(zhǎng)大的，他從小就對(duì)各種高科技感興趣。如今，他成為天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)中的一員，按他的話說(shuō)，“自己開(kāi)始把科幻情節(jié)變成現(xiàn)實(shí)”。

　　羅睿心比劉洋小兩歲，是個(gè)熱情開(kāi)朗的四川姑娘。從本科起，她就在天津大學(xué)讀書(shū)，未來(lái)計(jì)劃在母校繼續(xù)讀博。“在科研方面，我是一個(gè)比較‘較真’的人，遇到問(wèn)題一定要思考出為什么才罷休。”她說(shuō)。

　　羅睿心兒時(shí)最大的夢(mèng)想，是當(dāng)一名救死扶傷的醫(yī)生。雖然后來(lái)她投身工科，但進(jìn)入天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)也讓她更接近自己的初衷?！啊倪浮粌H會(huì)寫(xiě)字，還可以幫助殘障患者，它的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域就是醫(yī)療康復(fù)?！绷_睿心說(shuō)，對(duì)于肢體行動(dòng)受限的患者，“哪吒”將為他們提供“第三只手”，助他們一“臂”之力。此外，“哪吒”也可被應(yīng)用到航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。

　　“寫(xiě)福字，對(duì)于‘哪吒’來(lái)說(shuō)是小菜一碟，它還能做很多有價(jià)值的事兒，以后我們團(tuán)隊(duì)還要進(jìn)一步挖掘它的潛力，讓‘哪吒’帶來(lái)更多的科技之福?！眲⒀笳f(shuō)。