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(原標題:用意念控制雙手這頂帽子奇了)腦卒中是一種危險的急性腦血管疾病,多發于中老年群體。發病后由于腦神經組織受到損傷,即使搶救回了生命,康復效果也常常難以令人滿意。來自北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院的本科生魏彥兆帶領同學研發出了“腦卒中康復機器人”,可以讓病人自主控制雙手運動,在運動中康復大腦中樞及周圍神經系統和運動系統。攻克“腦電帽”噪聲難題考進北航的魏彥兆進入大學沒多久,就開始做一些技術上的探索。真正讓他感受到大腦控制的魅力還是電影《阿凡達》,“當時覺得電影里的主人公用大腦意念控制阿凡達太有意思了。”他想到開發一個可以用意念控制的腦康復機器人,想法容易,做起來沒那么簡單。魏彥兆沒有生物電信號處理的知識背景,他找到了學院的李陽老師尋求指導。“事實證明,我找對了。”魏彥兆說。面對研發中的難題,魏彥兆沒有退卻。今年1月,在導師的推薦下,他專門前往寧波智能制造產業研究院實習,學習腦電信號處理算法的實驗設計,包括實驗數據采集、信號處理等一整套方法。魏彥兆介紹,“腦卒中康復機器人”的關鍵是能采集、感應腦電波的腦電帽。他們最早想到的是用時下最熱門的3D打印,但很快發現行不通,“人的顱骨形狀是不一樣的,3D打印的帽子形狀規整,很難有效貼合每個人的頭皮,這會大大影響腦電波的采集效果。”最終他們找到了電極與頭皮能高度貼合的布料,制作成了腦電帽。最初制作的腦電帽還有一大缺陷,腦電波傳輸過程中的噪聲污染太大,影響計算芯片的判斷。經過反復調試,他們加入了靜電屏蔽線,又在信號放大器中置入專門設計的電路板,解決了信號問題。“意念控制”還能重塑神經元魏彥兆和團隊成員演示了“腦卒中康復機器人”的運行原理。記者戴上康復機器人的腦電帽和線驅動外骨骼手套,工作人員打開電腦中他們專門設計的軟件,屏幕中出現5個正方形團,中心圖案中帶有一個十字形的光標。記者用意念感知左右方向,神奇的一幕出現了,放在桌面上的那只戴了手套的手竟然隨著自己的感知發生了移動。“你在通過第三者方式用大腦控制你的手,第三者就是機器人。”魏彥兆說,整個機器人中腦電帽有9個接觸點,分別對接大腦中的左右手功能區,運行時,這9個接觸點會采集人的腦電信號,然后通過放大器傳輸給計算機,計算機對腦電信號進行處理識別,然后通過單片機下命令,驅動手套外骨骼進行相應的運動。對于那些腦部受到損傷,不能夠全部支配自己肢體的人來說,這樣的意念控制能幫助他們最大限度提升自己的生活自理能力,減輕家庭成員的負擔。
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